(57)【要約】本発明は、各制御対象の目標値を修正する手段と、各制御対象の初期目標値または修正された目標値に従って各制御対象が制御されたときの各制御対象に関する将来の状態を予測する手段と、予測された各制御対象に関する将来の状態が内燃機関に関する制約条件を満たしているか否かを判別する手段と、を具備し、予測された各制御対象に関する将来の状態が上記制約条件を満たしていると判別されるまで、各制御対象の目標値の修正と、該修正によって修正された目標値に基づいた各制御対象に関する将来の状態の予測と、予測された各制御対象に関する将来の状態が上記制約条件を満たしているか否かの判別とが繰り返される内燃機関の制御装置に関する。そして、本発明では、有限な所定時間だけ将来の制御対象に関する状態が予測される。
2011142038.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の第１の制御対象の制御量の目標値を第１初期目標値として決定すると共に内燃機関の第２の制御対象の制御量の目標値を第２初期目標値として決定する初期目標値決定手段と、前記第１の制御対象の制御量の制御用の目標値である第１制御目標値に応じて前記第１の制御対象に入力すべき操作量を第１操作量として決定すると共に前記第２の制御対象の制御量の制御用の目標である第２制御目標値に応じて前記第２の制御対象に入力すべき操作量を第２操作量として決定する操作量決定手段と、該操作量決定手段によって決定された第１操作量に従って前記第１の制御対象の動作を制御する第１の動作制御手段と、前記操作量決定手段によって決定された第２操作量に従って前記第２の制御対象の動作を制御する第２の動作制御手段と、を具備し、前記各動作制御手段がそれぞれ対応する前記制御対象の動作を制御することによって前記各制御対象の制御量が制御される内燃機関の制御装置であって、
前記第１初期目標値および前記第２初期目標値を予め定められた規則に従って修正して該修正した初期目標値をそれぞれ第１修正目標値および第２修正目標値として出力する修正目標値出力手段と、前記第１初期目標値および前記第２初期目標値をそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段によって決定される第１操作量および第２操作量に従って前記第１の制御対象の制御量および前記第２の制御対象の制御量が制御されたときの各制御対象に関する将来の状態を将来制御対象状態として演算によって予測する予測演算を行う制御対象状態予測手段と、該制御対象状態予測手段によって予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしているか否かを判別する制約条件成立判別手段と、をさらに具備し、
前記制御対象状態予測手段によって予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていると前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記第１初期目標値および前記第２初期目標値がそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段に入力され、
前記制御対象状態予測手段によって予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていないと前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記修正目標値出力手段によって前記第１初期目標値および前記第２初期目標値が前記予め定められた規則に従って修正されて該修正された初期目標値がそれぞれ第１修正目標値および第２修正目標値として出力され、これら第１修正目標値および第２修正目標値をそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段によって決定される第１操作量および第２操作量に従って前記第１の制御対象の制御量および前記第２の制御対象の制御量が制御されたときの各制御対象に関する将来の状態が前記制御対象状態予測手段によって将来制御対象状態として再び予測され、該再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしているか否かが前記制約条件成立判別手段によって判別され、前記制御対象状態予測手段によって再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていると前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記第１修正目標値および前記第２修正目標値がそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段に入力され、
前記制御対象状態予測手段によって再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていないと前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記制御対象状態予測手段によって予測される将来制御対象状態が前記制約条件を満たしていると判別されるまで前記修正目標値出力手段による第１修正目標値および第２修正目標値の修正と、該修正によって修正された第１修正目標値および第２修正目標値とに基づいた前記制御対象状態予測手段による予測演算と、該予測演算によって予測された将来制御対象状態に基づいた前記制約条件成立判別手段による判別とが繰り返される内燃機関の制御装置において、
前記制御対象状態予測手段によって有限な所定時間だけ将来の制御対象に関する状態が演算によって予測される内燃機関の制御装置。
【請求項２】
当該制御装置の演算負荷が当該制御装置の演算能力を考慮したときの許容負荷値よりも大きいときには、前記有限な所定時間が短くされた上で前記制御対象状態予測手段による予測演算が継続される請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
内燃機関に関する状態に応じて用意された複数の状態空間モデルから内燃機関に関する現在の状態に適した状態空間モデルを選択するモデル選択演算を行うモデル選択手段をさらに具備し、
前記モデル選択手段によって選択される前記状態空間モデルを用いて将来制御対象状態が前記制御対象状態予測手段によって予測され、
前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間だけ先または該許容時間よりも先の将来制御対象状態であるときには、前記制御対象状態予測手段による予測演算が終了され、
前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間よりも手前の将来制御対象状態であるときには、前記制御対象状態予測手段による予測演算が継続される請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
内燃機関に関する状態に応じて用意された複数の状態空間モデルから内燃機関に関する現在の状態に適した状態空間モデルを選択するモデル選択演算を行うモデル選択手段をさらに具備し、
前記モデル選択手段によって選択される前記状態空間モデルを用いて将来制御対象状態が前記制御対象状態予測手段によって予測され、
前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間だけ先または該許容時間よりも先の将来制御対象状態であるときには、当該制御装置の演算負荷とは無関係に、前記制御対象状態予測手段による予測演算が終了され、
前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間よりも手前の将来制御対象状態であるときであって且つ当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容負荷値よりも大きいときには、前記制御対象状態予測手段による予測演算が終了され、
前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間よりも手前の将来制御対象状態であるときであって且つ当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの前記許容負荷値以下であるときには、前記制御対象状態予測手段による予測演算が継続される請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
内燃機関に関する状態に応じて用意された複数の状態空間モデルから内燃機関に関する現在の状態に適した状態空間モデルを選択するモデル選択演算を行うモデル選択手段をさらに具備し、
前記モデル選択手段によって選択される前記状態空間モデルを用いて将来制御対象状態が前記制御対象状態予測手段によって予測され、
前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間だけ先または該許容時間よりも先の将来制御対象状態であるときには、当該制御装置の演算負荷とは無関係に、前記制御対象状態予測手段による予測演算が終了され、
前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間よりも手前の将来制御対象状態であるときであって且つ当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容負荷値よりも大きいときには、前記有限な所定時間が短くされた上で前記制御対象状態予測手段による予測演算が継続され、
前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間よりも手前の将来制御対象状態であるときであって且つ当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの前記許容負荷値以下であるときには、前記有限な所定時間がその時点の値に維持された上で前記制御対象状態予測手段による予測演算が継続される請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
内燃機関に関する状態に応じて用意された複数の状態空間モデルから内燃機関に関する現在の状態に適した状態空間モデルを選択するモデル選択演算を行うモデル選択手段をさらに具備し、
前記モデル選択手段によって選択される前記状態空間モデルを用いて将来制御対象状態が前記制御対象状態予測手段によって予測され、
前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときに当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容負荷値よりも大きいときには、前記制御対象状態予測手段による予測演算が終了され、
前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときに当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの前記許容負荷値以下であるときには、前記制御対象状態予測手段による予測演算が継続される請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
内燃機関に関する状態に応じて用意された複数の状態空間モデルから内燃機関に関する現在の状態に適した状態空間モデルを選択するモデル選択演算を行うモデル選択手段をさらに具備し、
前記モデル選択手段によって選択される前記状態空間モデルを用いて将来制御対象状態が前記制御対象状態予測手段によって予測され、
前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときに当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容負荷値よりも大きいときには、前記有限な所定時間が短くされた上で前記制御対象状態予測手段による予測演算が継続され、
前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときに当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの前記許容負荷値以下であるときには、前記有限な所定時間がその時点の値に維持された上で前記制御対象状態予測手段による予測演算が継続される請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
内燃機関の第１の制御対象の制御量の目標値を第１初期目標値として決定すると共に内燃機関の第２の制御対象の制御量の目標値を第２初期目標値として決定する初期目標値決定手段と、前記第１の制御対象の制御量の制御用の目標値である第１制御目標値に応じて前記第１の制御対象に入力すべき操作量を第１操作量として決定すると共に前記第２の制御対象の制御量の制御用の目標である第２制御目標値に応じて前記第２の制御対象に入力すべき操作量を第２操作量として決定する操作量決定手段と、該操作量決定手段によって決定された第１操作量に従って前記第１の制御対象の動作を制御する第１の動作制御手段と、前記操作量決定手段によって決定された第２操作量に従って前記第２の制御対象の動作を制御する第２の動作制御手段と、を具備し、前記各動作制御手段がそれぞれ対応する前記制御対象の動作を制御することによって前記各制御対象の制御量が制御される内燃機関の制御装置であって、
前記第１初期目標値および前記第２初期目標値を予め定められた規則に従って修正して該修正した初期目標値をそれぞれ第１修正目標値および第２修正目標値として出力する修正目標値出力手段と、前記第１初期目標値および前記第２初期目標値をそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段によって決定される第１操作量および第２操作量に従って前記第１の制御対象の制御量および前記第２の制御対象の制御量が制御されたときの各制御対象に関する将来の状態を将来制御対象状態として演算によって予測する予測演算を行う制御対象状態予測手段と、該制御対象状態予測手段によって予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしているか否かを判別する制約条件成立判別手段と、をさらに具備し、
前記制御対象状態予測手段によって予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていると前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記第１初期目標値および前記第２初期目標値がそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段に入力され、
前記制御対象状態予測手段によって予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていないと前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記修正目標値出力手段によって前記第１初期目標値および前記第２初期目標値が前記予め定められた規則に従って修正されて該修正された初期目標値がそれぞれ第１修正目標値および第２修正目標値として出力され、これら第１修正目標値および第２修正目標値をそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段によって決定される第１操作量および第２操作量に従って前記第１の制御対象の制御量および前記第２の制御対象の制御量が制御されたときの各制御対象に関する将来の状態が前記制御対象状態予測手段によって将来制御対象状態として再び予測され、該再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしているか否かが前記制約条件成立判別手段によって判別され、前記制御対象状態予測手段によって再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていると前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記第１修正目標値および前記第２修正目標値がそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段に入力され、
前記制御対象状態予測手段によって再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていないと前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記制御対象状態予測手段によって予測される将来制御対象状態が前記制約条件を満たしていると判別されるまで前記修正目標値出力手段による第１修正目標値および第２修正目標値の修正と、該修正によって修正された第１修正目標値および第２修正目標値とに基づいた前記制御対象状態予測手段による予測演算と、該予測演算によって予測された将来制御対象状態に基づいた前記制約条件成立判別手段による判別とが繰り返される内燃機関の制御装置において、
内燃機関に関する状態に応じて用意された複数の状態空間モデルから内燃機関に関する現在の状態に適した状態空間モデルを選択するモデル選択演算を行うモデル選択手段をさらに具備し、
前記モデル選択手段によって選択される前記状態空間モデルを用いて将来制御対象状態が前記制御対象状態予測手段によって演算によって予測され、
前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間だけ先または該許容時間よりも先の将来制御対象状態であるときには、前記制御対象状態予測手段による予測演算が終了され、
前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間よりも手前の将来制御対象状態であるときには、前記制御対象状態予測手段による予測演算が継続される内燃機関の制御装置。
【請求項９】
内燃機関の第１の制御対象の制御量の目標値を第１初期目標値として決定すると共に内燃機関の第２の制御対象の制御量の目標値を第２初期目標値として決定する初期目標値決定手段と、前記第１の制御対象の制御量の制御用の目標値である第１制御目標値に応じて前記第１の制御対象に入力すべき操作量を第１操作量として決定すると共に前記第２の制御対象の制御量の制御用の目標である第２制御目標値に応じて前記第２の制御対象に入力すべき操作量を第２操作量として決定する操作量決定手段と、該操作量決定手段によって決定された第１操作量に従って前記第１の制御対象の動作を制御する第１の動作制御手段と、前記操作量決定手段によって決定された第２操作量に従って前記第２の制御対象の動作を制御する第２の動作制御手段と、を具備し、前記各動作制御手段がそれぞれ対応する前記制御対象の動作を制御することによって前記各制御対象の制御量が制御される内燃機関の制御装置であって、
前記第１初期目標値および前記第２初期目標値を予め定められた規則に従って修正して該修正した初期目標値をそれぞれ第１修正目標値および第２修正目標値として出力する修正目標値出力手段と、前記第１初期目標値および前記第２初期目標値をそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段によって決定される第１操作量および第２操作量に従って前記第１の制御対象の制御量および前記第２の制御対象の制御量が制御されたときの各制御対象に関する将来の状態を将来制御対象状態として演算によって予測する予測演算を行う制御対象状態予測手段と、該制御対象状態予測手段によって予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしているか否かを判別する制約条件成立判別手段と、をさらに具備し、
前記制御対象状態予測手段によって予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていると前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記第１初期目標値および前記第２初期目標値がそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段に入力され、
前記制御対象状態予測手段によって予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていないと前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記修正目標値出力手段によって前記第１初期目標値および前記第２初期目標値が前記予め定められた規則に従って修正されて該修正された初期目標値がそれぞれ第１修正目標値および第２修正目標値として出力され、これら第１修正目標値および第２修正目標値をそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段によって決定される第１操作量および第２操作量に従って前記第１の制御対象の制御量および前記第２の制御対象の制御量が制御されたときの各制御対象に関する将来の状態が前記制御対象状態予測手段によって将来制御対象状態として再び予測され、該再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしているか否かが前記制約条件成立判別手段によって判別され、前記制御対象状態予測手段によって再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていると前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記第１修正目標値および前記第２修正目標値がそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段に入力され、
前記制御対象状態予測手段によって再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていないと前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記制御対象状態予測手段によって予測される将来制御対象状態が前記制約条件を満たしていると判別されるまで前記修正目標値出力手段による第１修正目標値および第２修正目標値の修正と、該修正によって修正された第１修正目標値および第２修正目標値とに基づいた前記制御対象状態予測手段による予測演算と、該予測演算によって予測された将来制御対象状態に基づいた前記制約条件成立判別手段による判別とが繰り返される内燃機関の制御装置において、
内燃機関に関する状態に応じて用意された複数の状態空間モデルから内燃機関に関する現在の状態に適した状態空間モデルを選択するモデル選択演算を行うモデル選択手段をさらに具備し、
前記モデル選択手段によって選択される前記状態空間モデルを用いて将来制御対象状態が前記制御対象状態予測手段によって予測され、
前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間だけ先または該許容時間よりも先の将来制御対象状態であるときには、当該制御装置の演算負荷とは無関係に、前記制御対象状態予測手段による予測演算が終了され、
前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間よりも手前の将来制御対象状態であるときであって且つ当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容負荷値よりも大きいときには、前記制御対象状態予測手段による予測演算が終了され、
前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間よりも手前の将来制御対象状態であるときであって且つ当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの前記許容負荷値以下であるときには、前記制御対象状態予測手段による予測演算が継続される内燃機関の制御装置。
【請求項１０】
内燃機関の第１の制御対象の制御量の目標値を第１初期目標値として決定すると共に内燃機関の第２の制御対象の制御量の目標値を第２初期目標値として決定する初期目標値決定手段と、前記第１の制御対象の制御量の制御用の目標値である第１制御目標値に応じて前記第１の制御対象に入力すべき操作量を第１操作量として決定すると共に前記第２の制御対象の制御量の制御用の目標である第２制御目標値に応じて前記第２の制御対象に入力すべき操作量を第２操作量として決定する操作量決定手段と、該操作量決定手段によって決定された第１操作量に従って前記第１の制御対象の動作を制御する第１の動作制御手段と、前記操作量決定手段によって決定された第２操作量に従って前記第２の制御対象の動作を制御する第２の動作制御手段と、を具備し、前記各動作制御手段がそれぞれ対応する前記制御対象の動作を制御することによって前記各制御対象の制御量が制御される内燃機関の制御装置であって、
前記第１初期目標値および前記第２初期目標値を予め定められた規則に従って修正して該修正した初期目標値をそれぞれ第１修正目標値および第２修正目標値として出力する修正目標値出力手段と、前記第１初期目標値および前記第２初期目標値をそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段によって決定される第１操作量および第２操作量に従って前記第１の制御対象の制御量および前記第２の制御対象の制御量が制御されたときの各制御対象に関する将来の状態を将来制御対象状態として演算によって予測する予測演算を行う制御対象状態予測手段と、該制御対象状態予測手段によって予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしているか否かを判別する制約条件成立判別手段と、をさらに具備し、
前記制御対象状態予測手段によって予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていると前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記第１初期目標値および前記第２初期目標値がそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段に入力され、
前記制御対象状態予測手段によって予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていないと前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記修正目標値出力手段によって前記第１初期目標値および前記第２初期目標値が前記予め定められた規則に従って修正されて該修正された初期目標値がそれぞれ第１修正目標値および第２修正目標値として出力され、これら第１修正目標値および第２修正目標値をそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段によって決定される第１操作量および第２操作量に従って前記第１の制御対象の制御量および前記第２の制御対象の制御量が制御されたときの各制御対象に関する将来の状態が前記制御対象状態予測手段によって将来制御対象状態として再び予測され、該再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしているか否かが前記制約条件成立判別手段によって判別され、前記制御対象状態予測手段によって再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていると前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記第１修正目標値および前記第２修正目標値がそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段に入力され、
前記制御対象状態予測手段によって再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていないと前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記制御対象状態予測手段によって予測される将来制御対象状態が前記制約条件を満たしていると判別されるまで前記修正目標値出力手段による第１修正目標値および第２修正目標値の修正と、該修正によって修正された第１修正目標値および第２修正目標値とに基づいた前記制御対象状態予測手段による予測演算と、該予測演算によって予測された将来制御対象状態に基づいた前記制約条件成立判別手段による判別とが繰り返される内燃機関の制御装置において、
内燃機関に関する状態に応じて用意された複数の状態空間モデルから内燃機関に関する現在の状態に適した状態空間モデルを選択するモデル選択演算を行うモデル選択手段をさらに具備し、
前記モデル選択手段によって選択される前記状態空間モデルを用いて将来制御対象状態が前記制御対象状態予測手段によって予測され、
前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間だけ先または該許容時間よりも先の将来制御対象状態であるときには、当該制御装置の演算負荷とは無関係に、前記制御対象状態予測手段による予測演算が終了され、
前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間よりも手前の将来制御対象状態であるときであって且つ当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容負荷値よりも大きいときには、前記有限な所定時間が短くされた上で前記制御対象状態予測手段による予測演算が継続され、
前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間よりも手前の将来制御対象状態であるときであって且つ当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの前記許容前記負荷値以下であるときには、前記有限な所定時間がその時点の値に維持された上で前記制御対象状態予測手段による予測演算が継続される内燃機関の制御装置。
【請求項１１】
内燃機関の第１の制御対象の制御量の目標値を第１初期目標値として決定すると共に内燃機関の第２の制御対象の制御量の目標値を第２初期目標値として決定する初期目標値決定手段と、前記第１の制御対象の制御量の制御用の目標値である第１制御目標値に応じて前記第１の制御対象に入力すべき操作量を第１操作量として決定すると共に前記第２の制御対象の制御量の制御用の目標である第２制御目標値に応じて前記第２の制御対象に入力すべき操作量を第２操作量として決定する操作量決定手段と、該操作量決定手段によって決定された第１操作量に従って前記第１の制御対象の動作を制御する第１の動作制御手段と、前記操作量決定手段によって決定された第２操作量に従って前記第２の制御対象の動作を制御する第２の動作制御手段と、を具備し、前記各動作制御手段がそれぞれ対応する前記制御対象の動作を制御することによって前記各制御対象の制御量が制御される内燃機関の制御装置であって、
前記第１初期目標値および前記第２初期目標値を予め定められた規則に従って修正して該修正した初期目標値をそれぞれ第１修正目標値および第２修正目標値として出力する修正目標値出力手段と、前記第１初期目標値および前記第２初期目標値をそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段によって決定される第１操作量および第２操作量に従って前記第１の制御対象の制御量および前記第２の制御対象の制御量が制御されたときの各制御対象に関する将来の状態を将来制御対象状態として演算によって予測する予測演算を行う制御対象状態予測手段と、該制御対象状態予測手段によって予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしているか否かを判別する制約条件成立判別手段と、をさらに具備し、
前記制御対象状態予測手段によって予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていると前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記第１初期目標値および前記第２初期目標値がそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段に入力され、
前記制御対象状態予測手段によって予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていないと前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記修正目標値出力手段によって前記第１初期目標値および前記第２初期目標値が前記予め定められた規則に従って修正されて該修正された初期目標値がそれぞれ第１修正目標値および第２修正目標値として出力され、これら第１修正目標値および第２修正目標値をそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段によって決定される第１操作量および第２操作量に従って前記第１の制御対象の制御量および前記第２の制御対象の制御量が制御されたときの各制御対象に関する将来の状態が前記制御対象状態予測手段によって将来制御対象状態として再び予測され、該再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしているか否かが前記制約条件成立判別手段によって判別され、前記制御対象状態予測手段によって再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていると前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記第１修正目標値および前記第２修正目標値がそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段に入力され、
前記制御対象状態予測手段によって再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていないと前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記制御対象状態予測手段によって予測される将来制御対象状態が前記制約条件を満たしていると判別されるまで前記修正目標値出力手段による第１修正目標値および第２修正目標値の修正と、該修正によって修正された第１修正目標値および第２修正目標値とに基づいた前記制御対象状態予測手段による予測演算と、該予測演算によって予測された将来制御対象状態に基づいた前記制約条件成立判別手段による判別とが繰り返される内燃機関の制御装置において、
内燃機関に関する状態に応じて用意された複数の状態空間モデルから内燃機関に関する現在の状態に適した状態空間モデルを選択するモデル選択演算を行うモデル選択手段をさらに具備し、
前記モデル選択手段によって選択される前記状態空間モデルを用いて将来制御対象状態が前記制御対象状態予測手段によって予測され、
前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときに当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容負荷値よりも大きいときには、前記制御対象状態予測手段による予測演算が終了され、
前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときに当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの前記許容負荷値以下であるときには、前記制御対象状態予測手段による予測演算が継続される内燃機関の制御装置。
【請求項１２】
内燃機関の第１の制御対象の制御量の目標値を第１初期目標値として決定すると共に内燃機関の第２の制御対象の制御量の目標値を第２初期目標値として決定する初期目標値決定手段と、前記第１の制御対象の制御量の制御用の目標値である第１制御目標値に応じて前記第１の制御対象に入力すべき操作量を第１操作量として決定すると共に前記第２の制御対象の制御量の制御用の目標である第２制御目標値に応じて前記第２の制御対象に入力すべき操作量を第２操作量として決定する操作量決定手段と、該操作量決定手段によって決定された第１操作量に従って前記第１の制御対象の動作を制御する第１の動作制御手段と、前記操作量決定手段によって決定された第２操作量に従って前記第２の制御対象の動作を制御する第２の動作制御手段と、を具備し、前記各動作制御手段がそれぞれ対応する前記制御対象の動作を制御することによって前記各制御対象の制御量が制御される内燃機関の制御装置であって、
前記第１初期目標値および前記第２初期目標値を予め定められた規則に従って修正して該修正した初期目標値をそれぞれ第１修正目標値および第２修正目標値として出力する修正目標値出力手段と、前記第１初期目標値および前記第２初期目標値をそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段によって決定される第１操作量および第２操作量に従って前記第１の制御対象の制御量および前記第２の制御対象の制御量が制御されたときの各制御対象に関する将来の状態を将来制御対象状態として演算によって予測する予測演算を行う制御対象状態予測手段と、該制御対象状態予測手段によって予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしているか否かを判別する制約条件成立判別手段と、をさらに具備し、
前記制御対象状態予測手段によって予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていると前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記第１初期目標値および前記第２初期目標値がそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段に入力され、
前記制御対象状態予測手段によって予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていないと前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記修正目標値出力手段によって前記第１初期目標値および前記第２初期目標値が前記予め定められた規則に従って修正されて該修正された初期目標値がそれぞれ第１修正目標値および第２修正目標値として出力され、これら第１修正目標値および第２修正目標値をそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段によって決定される第１操作量および第２操作量に従って前記第１の制御対象の制御量および前記第２の制御対象の制御量が制御されたときの各制御対象に関する将来の状態が前記制御対象状態予測手段によって将来制御対象状態として再び予測され、該再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしているか否かが前記制約条件成立判別手段によって判別され、前記制御対象状態予測手段によって再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていると前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記第１修正目標値および前記第２修正目標値がそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段に入力され、
前記制御対象状態予測手段によって再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていないと前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記制御対象状態予測手段によって予測される将来制御対象状態が前記制約条件を満たしていると判別されるまで前記修正目標値出力手段による第１修正目標値および第２修正目標値の修正と、該修正によって修正された第１修正目標値および第２修正目標値とに基づいた前記制御対象状態予測手段による予測演算と、該予測演算によって予測された将来制御対象状態に基づいた前記制約条件成立判別手段による判別とが繰り返される内燃機関の制御装置において、
内燃機関に関する状態に応じて用意された複数の状態空間モデルから内燃機関に関する現在の状態に適した状態空間モデルを選択するモデル選択演算を行うモデル選択手段をさらに具備し、
前記モデル選択手段によって選択される前記状態空間モデルを用いて将来制御対象状態が前記制御対象状態予測手段によって予測され、
前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときに当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容負荷値よりも大きいときには、前記有限な所定時間が短くされた上で前記制御対象状態予測手段による予測演算が継続され、
前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときに当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの前記許容負荷値以下であるときには、前記有限な所定時間がその時点の値に維持された上で前記制御対象状態予測手段による予測演算が継続される内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、半導体ウエハが搭載される加熱盤の温度を制御する温度制御装置が記載されている。この温度制御装置では、加熱盤がヒータによって加熱され、その結果、加熱盤上に搭載された半導体ウエハが加熱される。そして、この温度制御装置は、加熱盤の温度が目標温度となるようにヒータの加熱動作を制御する。【０００３】
ところで、特許文献１に記載の温度制御装置において、加熱盤が外乱の影響を受けると、加熱盤の温度が目標温度（以下この目標温度を「初期目標温度」という）を越えて高くなったり低くなったりする。すなわち、加熱盤が外乱の影響を受けると、加熱盤の温度が変化することになる。【０００４】
ここで、加熱盤の温度が初期目標温度を越えて高くなろうとしたときに、一時的に加熱盤の目標温度が初期目標温度よりも低くされれば、ヒータから加熱盤に与えられる熱量が少なくされることから、加熱盤の温度が初期目標温度を越えて高くなることが抑制される。逆に、加熱盤の温度が初期目標温度を越えて低くなろうとしたときに、一時的に加熱盤の目標温度が初期目標温度よりも高くされれば、ヒータから加熱盤に与えられる熱量が多くされることから、加熱盤の温度が初期目標温度を越えて低くなることが抑制される。したがって、加熱盤が外乱の影響を受けたときに加熱盤の目標温度が初期目標温度に維持されていると生じるであろう加熱盤の温度変化とは逆位相で加熱盤の目標温度が変化せしめられれば、加熱盤が外乱の影響を受けたとしても、加熱盤の温度が初期目標温度に維持されることになる。【０００５】
そこで、特許文献１に記載の装置では、加熱盤の温度を初期目標温度に制御している状態で加熱盤に強制的に外乱を与え、このときの加熱盤の温度変化パターンを計測する。そして、このときの加熱盤の温度変化パターンとは逆位相の温度変化パターンを、加熱盤が上記外乱の影響を受けたときの加熱盤の目標温度変更パターンとして取得しておく。そして、加熱盤が上記外乱と同じ外乱の影響を受けたときに、上記取得した目標温度変更パターンに従って加熱盤の目標温度を変化させ、加熱盤の温度を初期目標温度に維持するようにしている。【０００６】
このように、特許文献１には、加熱盤が外乱の影響を受けたときに加熱盤の目標温度自体を目標温度変更パターンに従って初期目標温度から変化させることによって加熱盤の温度を初期目標温度に維持するという考え方が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−２７６１６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、特許文献１に記載の温度制御装置において、加熱盤が如何なる種類の外乱の影響を受けたとしても加熱盤の温度を初期目標温度に好適な制御形態でもって維持するためには、全ての種類の外乱に対応した加熱盤の目標温度変更パターンを取得しておく必要がある。しかしながら、加熱盤に影響を及ぼす外乱の種類は膨大であり、このため、取得しておくべき加熱盤の目標温度変更パターンも膨大となる。このことを考慮すると、全ての種類の外乱に対応した加熱盤の目標温度変更パターンを取得しておくことは実質的に不可能である。それでもなお、全ての種類の外乱に対応した加熱盤の目標温度変更パターンを取得しておこうとすれば、加熱盤の目標温度変更パターンを取得するために膨大な労力が必要になるし、取得した膨大な数の加熱盤の目標温度変更パターンを記憶しておくために大容量のメモリも必要となる。しかしながら、全ての種類の外乱に対応した加熱盤の目標温度変更パターンを取得しておかなければ、取得していない加熱盤の目標温度変更パターンに対応する種類の外乱の影響が加熱盤に及んだとき、加熱盤の温度を初期目標温度に好適な制御形態でもって維持することができないことも確かである。【０００９】
いずれにせよ、特許文献１に記載の温度制御装置では、加熱盤が外乱の影響を受けたときに加熱盤の温度を初期目標温度に維持しようとしても、加熱盤の温度を初期目標温度に好適な制御形態でもって維持することは困難である。より一般的な表現をすれば、特許文献１に開示されている考え方では、制御対象が外乱の影響を受けたときに制御対象の制御量を初期目標値に維持しようとしても、制御対象の制御量を初期目標値に好適な制御形態でもって維持することは困難であると言える。【００１０】
また、特許文献１に記載の温度制御装置において、加熱盤の初期目標温度自体が変更された場合、加熱盤の温度が変更後の初期目標温度に好適な制御形態でもって制御されることが好ましい。ここで、加熱盤の初期目標温度自体が変更されたときの加熱盤の温度の制御に特許文献１に開示されている考え方を適用した場合、例えば、変更後の初期目標温度に応じた目標温度変更パターンを予め取得しておき、加熱盤の初期目標温度が変更されたときに変更後の初期目標温度に対応した目標温度変更パターンに従って加熱盤の目標温度を変化させることになる。しかしながら、このことをもって加熱盤の温度を変更後の初期目標温度に好適な制御形態でもって制御することは、上述した理由と同じ理由で困難である。より一般的な表現をすれば、特許文献１に開示されている考え方では、加熱盤の初期目標温度自体が変更されたときに加熱盤の温度を変更後の初期目標温度に制御しようとしても、加熱盤の温度を初期目標温度に好適な制御形態でもって制御することは困難であると言える。【００１１】
また、特許文献１に記載の温度制御装置において、加熱盤が外乱の影響を受け、この外乱に対応した目標温度変更パターンに従って変化せしめられる目標温度に基づいて加熱盤の温度が制御されたとき、加熱盤を含むシステム（以下このシステムを「加熱システム」という）全体の状態）によっては、加熱盤の温度が初期目標温度に好適な制御形態では維持されないことがあるし、このときの加熱盤の温度の制御が加熱システムにとって好適な制御形態であるとは言えないこともある。また、特許文献１に記載の温度制御装置において、加熱盤の初期目標温度自体が変更され、この変更後の初期目標温度に対応した目標温度変更パターンに従って変更せしめられる目標温度に基づいて加熱盤の温度が制御されたときにも、加熱システムの状態によっては、加熱盤の温度が変更後の初期目標温度に好適な制御形態では制御されないこともあるし、このときの加熱盤の温度の制御が加熱システムにとって好適な制御形態であるとは言えないこともある。【００１２】
このように、特許文献１に記載の温度制御装置では、加熱盤の温度を初期目標値に維持し或いは制御するときに加熱盤を含むシステム全体の状態は考慮されていない。【００１３】
したがって、より一般的な表現をすれば、特許文献１に開示されている考え方では、制御対象の制御量を初期目標値に維持し或いは制御しようとしても、制御対象を含むシステム全体の状態によっては、制御対象の制御量が初期目標値に好適な制御形態でもって維持されず或いは制御されなかったり、制御対象の制御量の制御が制御対象を含むシステム全体にとって好適な制御形態ではなかったりする。【００１４】
また、特許文献１に記載の温度制御装置において、加熱盤の他に制御対象がある場合、すなわち、複数の制御対象がある場合に、各制御対象が外乱の影響を受けたときに各制御対象の制御量をそれぞれの初期目標値に好適な制御形態でもって維持し或いは制御しようとしたとき、上述した理由と同様の理由から、各制御対象の制御量がそれぞれの初期目標値に好適な制御形態では維持されず或いは制御されなかったり、各制御対象の制御量の制御がこれら制御対象を含むシステム全体にとって好適な制御形態ではなかったりする。【００１５】
ところで、制御対象の制御量を初期目標値に好適な制御形態でもって維持し或いは制御するためには、制御対象の制御量を初期目標値に従って実際に制御する前に制御対象の制御量を初期目標値に従って制御した場合の各制御対象に関する将来の状態（以下この状態を「将来制御対象状態」という）を予測し、これら予測された将来制御対象状態に基づいて制御対象の制御量が好適な制御形態でもって制御されているか否かを判別し、制御対象の制御量が好適な制御形態でもって制御されていないときには、制御対象の制御量が好適な制御形態でもって制御されるように制御対象の制御量の制御を変更すべきである。【００１６】
しかしながら、特許文献１に記載の装置では、こうした将来制御対象状態を予測するようなことはしていない。【００１７】
そこで、本発明の目的は、制御対象の制御量を特定の目標値に制御するときに、制御対象の制御量を上記特定の目標値に実際に制御する前に制御対象の制御量を上記特定の目標値に制御した場合の制御対象に関する将来の状態を予測し、この予測された制御対象に関する将来の状態を利用して制御対象の制御量が好適な制御形態でもって目標値に制御されるように制御対象の制御量の目標値を設定し、この設定された目標値に従って制御対象の制御量を制御することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本願の１番目の発明は、内燃機関の第１の制御対象の制御量の目標値を第１初期目標値として決定すると共に内燃機関の第２の制御対象の制御量の目標値を第２初期目標値として決定する初期目標値決定手段と、前記第１の制御対象の制御量の制御用の目標値である第１制御目標値に応じて前記第１の制御対象に入力すべき操作量を第１操作量として決定すると共に前記第２の制御対象の制御量の制御用の目標である第２制御目標値に応じて前記第２の制御対象に入力すべき操作量を第２操作量として決定する操作量決定手段と、該操作量決定手段によって決定された第１操作量に従って前記第１の制御対象の動作を制御する第１の動作制御手段と、前記操作量決定手段によって決定された第２操作量に従って前記第２の制御対象の動作を制御する第２の動作制御手段と、を具備し、前記各動作制御手段がそれぞれ対応する前記制御対象の動作を制御することによって前記各制御対象の制御量が制御される内燃機関の制御装置に関する。【００１９】
そして、本発明は、前記第１初期目標値および前記第２初期目標値を予め定められた規則に従って修正して該修正した初期目標値をそれぞれ第１修正目標値および第２修正目標値として出力する修正目標値出力手段と、前記第１初期目標値および前記第２初期目標値をそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段によって決定される第１操作量および第２操作量に従って前記第１の制御対象の制御量および前記第２の制御対象の制御量が制御されたときの各制御対象に関する将来の状態を将来制御対象状態として演算によって予測する予測演算を行う制御対象状態予測手段と、該制御対象状態予測手段によって予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしているか否かを判別する制約条件成立判別手段と、をさらに具備する。【００２０】
そして、本発明では、前記制御対象状態予測手段によって予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていると前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記第１初期目標値および前記第２初期目標値がそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段に入力される。【００２１】
一方、本発明では、前記制御対象状態予測手段によって予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていないと前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記修正目標値出力手段によって前記第１初期目標値および前記第２初期目標値が前記予め定められた規則に従って修正されて該修正された初期目標値がそれぞれ第１修正目標値および第２修正目標値として出力され、これら第１修正目標値および第２修正目標値をそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段によって決定される第１操作量および第２操作量に従って前記第１の制御対象の制御量および前記第２の制御対象の制御量が制御されたときの各制御対象に関する将来の状態が前記制御対象状態予測手段によって将来制御対象状態として再び予測され、該再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしているか否かが前記制約条件成立判別手段によって判別される。【００２２】
そして、本発明では、前記制御対象状態予測手段によって再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていると前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記第１修正目標値および前記第２修正目標値がそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段に入力される。【００２３】
一方、本発明では、前記制御対象状態予測手段によって再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていないと前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記制御対象状態予測手段によって予測される将来制御対象状態が前記制約条件を満たしていると判別されるまで前記修正目標値出力手段による第１修正目標値および第２修正目標値の修正と、該修正によって修正された第１修正目標値および第２修正目標値とに基づいた前記制御対象状態予測手段による予測演算と、該予測演算によって予測された将来制御対象状態に基づいた前記制約条件成立判別手段による判別とが繰り返される。【００２４】
そして、本発明では、前記制御対象状態予測手段によって有限な所定時間だけ将来の制御対象に関する状態が演算によって予測される。【００２５】
本発明によれば、制御対象状態予測手段による予測演算において有限な所定時間だけ将来の制御対象に関する状態を予測することによって、以下の効果が得られる。すなわち、制御対象予測手段による予測演算において有限な所定時間だけ将来制御対象状態を予測するのであるから、予測演算において予測すべき将来制御対象状態が有限時間内に限定されることになる。このため、将来制御対象状態を迅速に且つ正確に予測することができる。すなわち、予測演算によって得られる将来制御対象状態が有限な時間だけ将来制御対象状態であったとしても、得られる将来制御対象状態は迅速に且つ正確に予測されたものである。したがって、制御対象状態予測手段による予測演算において有限な所定時間だけ将来の制御対象に関する状態を予測することによって、正確な将来制御対象状態を迅速に予測することができるという効果が得られる。【００２６】
なお、本発明によれば、初期目標値を制御目標値として決定される操作量に従って各制御対象の制御量が制御されたときに内燃機関に関する制約条件が満たされるのであれば、初期目標値が制御目標値とされる。一方、初期目標値を制御目標値として決定される操作量に従って各制御対象の制御量が制御されたときに内燃機関に関する制約条件が満たされないのであれば、内燃機関に関する制約条件が満たされるようになるまで初期目標値が予め定められた規則に従って繰り返し修正されて該修正された初期目標値が修正目標値として出力され、この出力された修正目標値が制御目標値とされる。すなわち、本発明は、如何なる状況においても内燃機関に関する制約条件を満たすように（すなわち、各制御対象の制御量の制御を内燃機関の状態にとって好適な制御形態にするように）初期目標値を修正するための修正パターンを状況毎に予め取得しておいて該取得しておいた修正パターンを用いて初期目標値を修正するのではなく、特定の予め定められた規則を繰り返し用いて内燃機関に関する制約条件を満たすように初期目標値を修正する。このように、本発明によれば、初期目標値の修正には、状況毎に予め取得しておいた修正パターンが用いられるのではなく、特定の予め定められた規則が用いられることから、各制御対象の制御量を一定の初期目標値に維持する場合（すなわち、各制御対象の制御量の制御が定常状態にある場合）、各制御対象の制御量が一定の初期目標値に維持される過程において、各制御対象の制御量が好適な制御形態でもって（すなわち、内燃機関に関する制約条件が満たされた状態でもって）初期目標値に維持されることになるし、初期目標値自体が変更されて該変更後の初期目標値に各制御対象の制御量を制御する場合（すなわち、各制御対象の制御量の制御が過渡状態にある場合）、各制御対象の制御量が変更後の初期目標値に制御される過程において、各制御対象の制御量が好適な制御形態でもって（すなわち、内燃機関に関する制約条件が満たされた状態でもって）変更後の初期目標値に制御されることになる。【００２７】
また、この発明によれば、初期目標値を制御目標値として決定される操作量に従って各制御対象の制御量が制御されたときに内燃機関に関する制約条件が満たされるのであれば、初期目標値が制御目標値とされ、初期目標値を制御目標値として決定される操作量に従って各制御対象の制御量が制御されたときに内燃機関に関する制約条件が満たされないのであれば、内燃機関に関する制約条件が満たされるように修正された初期目標値が制御目標値とされる。したがって、両制御対象の制御量の制御に関連して内燃機関に関する制約条件が満たされた状態でもって各制御対象の制御量が制御される。このため、各制御対象の制御量の制御が互いに干渉する場合であっても、内燃機関に関する制約条件が満たされた状態でもって（すなわち、内燃機関の状態にとって好適な制御形態でもって）各制御対象の制御量が初期目標値に維持され或いは制御される。【００２８】
本願の２番目の発明では、上記１番目の発明において、当該制御装置の演算負荷が当該制御装置の演算能力を考慮したときの許容負荷値よりも大きいときには、前記有限な所定時間が短くされた上で前記制御対象状態予測手段による予測演算が継続される。【００２９】
本発明によれば、制御装置の演算負荷が制御装置の演算能力を考慮したときの許容負荷値よりも大きいときに、将来制御対象状態の予測範囲を規定する所定時間が短くされる。このため、制御装置の演算負荷が低くなるので、制御装置の演算負荷が許容負荷値を大きく超えてしまうことが抑制される。したがって、制御装置による予測演算精度が高く維持される。【００３０】
本願の３番目の発明は、上記１または２番目の発明において、内燃機関に関する状態に応じて用意された複数の状態空間モデルから内燃機関に関する現在の状態に適した状態空間モデルを選択するモデル選択演算を行うモデル選択手段をさらに具備する。そして、本発明では、前記モデル選択手段によって選択される前記状態空間モデルを用いて将来制御対象状態が前記制御対象状態予測手段によって予測される。そして、本発明では、前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間だけ先または該許容時間よりも先の将来制御対象状態であるときには、前記制御対象状態予測手段による予測演算が終了される。一方、本発明では、前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間よりも手前の将来制御対象状態であるときには、前記制御対象状態予測手段による予測演算が継続される。【００３１】
本発明によれば、以下の効果が得られる。すなわち、モデル選択演算が行われると制御装置の演算負荷が比較的大きく増大する。ここで、本発明では、内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間だけ先または該許容時間よりも先の将来制御対象状態であり、予測演算が終了されたとしても十分な将来制御対象状態が得られるときには、予測制御が終了される。したがって、この場合、制御装置の演算負荷が比較的大きく増大することを抑制しつつ、十分な将来制御対象状態が得られる。また、本発明では、内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間よりも手前の将来制御対象状態であり、この時点において予測演算が終了されると十分な将来制御対象状態が得られないときには、予測演算が継続される。したがって、この場合、その後、予測演算が終了されたときに十分な将来制御対象状態が得られる。【００３２】
本願の４番目の発明は、上記１または２番目の発明において、内燃機関に関する状態に応じて用意された複数の状態空間モデルから内燃機関に関する現在の状態に適した状態空間モデルを選択するモデル選択演算を行うモデル選択手段をさらに具備する。そして、本発明では、前記モデル選択手段によって選択される前記状態空間モデルを用いて将来制御対象状態が前記制御対象状態予測手段によって予測される。そして、本発明では、前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間だけ先または該許容時間よりも先の将来制御対象状態であるときには、当該制御装置の演算負荷とは無関係に、前記制御対象状態予測手段による予測演算が終了される。【００３３】
一方、本発明では、前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間よりも手前の将来制御対象状態であるときであって且つ当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容負荷値よりも大きいときには、前記制御対象状態予測手段による予測演算が終了される。一方、本発明では、前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間よりも手前の将来制御対象状態であるときであって且つ当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの前記許容負荷値以下であるときには、前記制御対象状態予測手段による予測演算が継続される。【００３４】
本発明によれば、以下の効果が得られる。すなわち、モデル選択演算が行われると、制御装置の演算負荷が比較的大きく増大する。ここで、本発明では、内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間だけ先または該許容時間よりも先の将来制御対象状態であり、その時点において予測演算が終了されたとしても十分な将来制御対象状態が得られるときには、制御装置の演算負荷とは無関係に、予測演算が終了される。したがって、この場合、制御装置の演算負荷が比較的大きく増大することを抑制しつつ十分な将来制御対象状態が得られる。また、本発明では、内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間よりも手前の将来制御対象状態であるときであって且つ制御装置の演算負荷がモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容負荷値よりも大きく、モデル選択演算が行われると制御装置の演算負荷が許容演算負荷を超えてしまう可能性が高いときには、予測演算が終了される。したがって、この場合、制御装置の演算負荷が許容演算負荷を超えてしまうことが抑制される。また、本発明では、内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間よりも手前の将来制御対象状態であるときであって且つ制御装置の演算負荷がモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容負荷値以下であり、モデル選択演算が行われたとしても制御装置の演算負荷が許容演算負荷を超えてしまう可能性が低いときには、予測演算が継続される。したがって、この場合、その後、予測演算が終了されたときに所期の将来制御対象状態が得られる。【００３５】
本願の５番目の発明は、上記１または２番目の発明において、内燃機関に関する状態に応じて用意された複数の状態空間モデルから内燃機関に関する現在の状態に適した状態空間モデルを選択するモデル選択演算を行うモデル選択手段をさらに具備する。そして、本発明では、前記モデル選択手段によって選択される前記状態空間モデルを用いて将来制御対象状態が前記制御対象状態予測手段によって予測される。そして、本発明では、前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間だけ先または該許容時間よりも先の将来制御対象状態であるときには、当該制御装置の演算負荷とは無関係に、前記制御対象状態予測手段による予測演算が終了される。【００３６】
一方、本発明では、前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間よりも手前の将来制御対象状態であるときであって且つ当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容負荷値よりも大きいときには、前記有限な所定時間が短くされた上で前記制御対象状態予測手段による予測演算が継続される。一方、本発明では、前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間よりも手前の将来制御対象状態であるときであって且つ当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの前記許容負荷値以下であるときには、前記有限な所定時間がその時点の値に維持された上で前記制御対象状態予測手段による予測演算が継続される。【００３７】
本発明によれば、以下の効果が得られる。すなわち、モデル選択演算が行われると、制御装置の演算負荷が比較的大きく増大する。ここで、本発明では、内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間だけ先または該許容時間よりも先の将来制御対象状態であり、その時点において予測演算が終了されたとしても十分な将来制御対象状態が得られるときには、制御装置の演算負荷とは無関係に、予測演算が終了される。したがって、この場合、制御装置の演算負荷が比較的大きく増大することを抑制しつつ十分な将来制御対象状態が得られる。また、本発明では、内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間よりも手前の将来制御対象状態であるときであって且つ制御装置の演算負荷がモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容負荷値よりも大きく、制御装置の演算負荷が許容負荷値を超えてしまう可能性が高いときには、有限な所定時間が短くされた上で予測演算が継続される。したがって、この場合、制御装置の演算負荷が許容演算負荷を超えてしまうことを抑制しつつ、その後、予測演算が終了されたときに十分な将来制御対象状態が得られる。また、本発明では、内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間よりも手前の将来制御対象状態であるときであって且つ当該制御装置の演算負荷がモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容負荷値以下であり、制御装置の演算負荷が許容負荷値を超えてしまう可能性が低いときには、有限な所定時間がその時点の値に維持された上で予測演算が継続される。したがって、この場合、その後、予測演算が終了されたときに所期の将来制御対象状態が得られる。【００３８】
本願の６番目の発明は、上記１または２番目の発明において、内燃機関に関する状態に応じて用意された複数の状態空間モデルから内燃機関に関する現在の状態に適した状態空間モデルを選択するモデル選択演算を行うモデル選択手段をさらに具備する。そして、本発明では、前記モデル選択手段によって選択される前記状態空間モデルを用いて将来制御対象状態が前記制御対象状態予測手段によって予測される。【００３９】
そして、本発明では、前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときに当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容負荷値よりも大きいときには、前記制御対象状態予測手段による予測演算が終了される。一方、本発明では、前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときに当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの前記許容負荷値以下であるときには、前記制御対象状態予測手段による予測演算が継続される。【００４０】
本発明によれば、以下の効果が得られる。すなわち、モデル選択演算が行われると、制御装置の演算負荷が比較的大きく増大する。ここで、本発明では、内燃機関に関する状態が変化したときに制御装置の演算負荷がモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容負荷値よりも大きく、制御装置の演算負荷が許容演算負荷を超えてしまう可能性が大きいときには、予測演算が終了される。したがって、この場合、制御装置の演算負荷が許容演算負荷を超えてしまうことが抑制される。また、本発明では、内燃機関に関する状態が変化したときに制御装置の演算負荷がモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容負荷値以下であり、制御装置の演算負荷が許容演算負荷を超えてしまう可能性が低いときには、予測演算が継続される。したがって、この場合、その後、予測演算が終了されたときに所期の将来制御対象状態が得られる。【００４１】
本願の７番目の発明は、上記１または２番目の発明において、内燃機関に関する状態に応じて用意された複数の状態空間モデルから内燃機関に関する現在の状態に適した状態空間モデルを選択するモデル選択演算を行うモデル選択手段をさらに具備する。そして、本発明では、前記モデル選択手段によって選択される前記状態空間モデルを用いて将来制御対象状態が前記制御対象状態予測手段によって予測される。【００４２】
そして、本発明では、前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときに当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容負荷値よりも大きいときには、前記有限な所定時間が短くされた上で前記制御対象状態予測手段による予測演算が継続される。一方、本発明では、前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときに当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの前記許容負荷値以下であるときには、前記有限な所定時間がその時点の値に維持された上で前記制御対象状態予測手段による予測演算が継続される。【００４３】
本発明によれば、以下の効果が得られる。すなわち、モデル選択演算が行われると、制御装置の演算負荷が比較的大きく増大する。ここで、本発明では、内燃機関に関する状態が変化したときに制御装置の演算負荷がモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容負荷値よりも大きく、制御装置の演算負荷が許容演算負荷を超えてしまう可能性が高いときには、有限な所定時間が短くされた上で予測演算が継続される。したがって、この場合、制御装置の演算負荷が比較的大きく増大することを抑制しつつ、その後、予測演算が終了されたときに十分な将来制御対象状態が得られる。また、本発明では、内燃機関に関する状態が変化したときに制御装置の演算負荷がモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容負荷値以下であり、制御装置の演算負荷が許容演算負荷を超えてしまう可能性が低いときには、有限な所定時間がその時点の値に維持された上で予測演算が継続される。したがって、この場合、その後、予測演算が終了されたときに所期の将来制御対象状態が得られる。【００４４】
本願の８番目の発明は、上記１番目の発明と同じく、初期目標値決定手段と、操作量決定手段と、第１の動作制御手段と、第２の動作制御手段と、を具備し、前記各動作制御手段がそれぞれ対応する前記制御対象の動作を制御することによって前記各制御対象の制御量が制御される内燃機関の制御装置に関する。【００４５】
そして、本発明は、上記１番目の発明と同じく、修正目標値出力手段と、制御対象状態予測手段と、制約条件成立判別手段と、をさらに具備する。【００４６】
そして、本発明では、上記１番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段によって予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていると前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記第１初期目標値および前記第２初期目標値がそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段に入力される。【００４７】
一方、本発明では、上記１番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段によって予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていないと前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記修正目標値出力手段によって前記第１初期目標値および前記第２初期目標値が前記予め定められた規則に従って修正されて該修正された初期目標値がそれぞれ第１修正目標値および第２修正目標値として出力され、これら第１修正目標値および第２修正目標値をそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段によって決定される第１操作量および第２操作量に従って前記第１の制御対象の制御量および前記第２の制御対象の制御量が制御されたときの各制御対象に関する将来の状態が前記制御対象状態予測手段によって将来制御対象状態として再び予測され、該再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしているか否かが前記制約条件成立判別手段によって判別される。【００４８】
そして、本発明では、上記１番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段によって再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていると前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記第１修正目標値および前記第２修正目標値がそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段に入力される。【００４９】
一方、本発明では、上記１番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段によって再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていないと前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記制御対象状態予測手段によって予測される将来制御対象状態が前記制約条件を満たしていると判別されるまで前記修正目標値出力手段による第１修正目標値および第２修正目標値の修正と、該修正によって修正された第１修正目標値および第２修正目標値とに基づいた前記制御対象状態予測手段による予測演算と、該予測演算によって予測された将来制御対象状態に基づいた前記制約条件成立判別手段による判別とが繰り返される。【００５０】
そして、本発明は、上記３番目の発明と同じく、モデル選択手段をさらに具備する。そして、本発明では、上記３番目の発明と同じく、前記モデル選択手段によって選択される前記状態空間モデルを用いて将来制御対象状態が前記制御対象状態予測手段によって演算によって予測される。そして、本発明では、上記３番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間だけ先または該許容時間よりも先の将来制御対象状態であるときには、前記制御対象状態予測手段による予測演算が終了される。一方、本発明では、上記３番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間よりも手前の将来制御対象状態であるときには、前記制御対象状態予測手段による予測演算が継続される。【００５１】
本発明によれば、以下の効果が得られる。すなわち、モデル選択演算が行われると制御装置の演算負荷が比較的大きく増大する。ここで、本発明では、内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間だけ先または該許容時間よりも先の将来制御対象状態であり、予測演算が終了されたとしても十分な将来制御対象状態が得られるときには、予測演算が終了される。したがって、この場合、装置演算負荷が比較的大きく増大することを抑制しつつ、十分な将来制御対象状態が得られる。また、本発明では、内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間よりも手前の将来制御対象状態であり、この時点において予測演算が終了されると十分な将来制御対象状態が得られないときには、予測演算が継続される。したがって、この場合、その後、予測演算が終了されたときに十分な将来制御対象状態が得られる。【００５２】
本願の９番目の発明は、上記１番目の発明と同じく、初期目標値決定手段と、操作量決定手段と、第１の動作制御手段と、第２の動作制御手段と、を具備し、前記各動作制御手段がそれぞれ対応する前記制御対象の動作を制御することによって前記各制御対象の制御量が制御される内燃機関の制御装置に関する。【００５３】
そして、本発明は、上記１番目の発明と同じく、修正目標値出力手段と、制御対象状態予測手段と、制約条件成立判別手段と、をさらに具備する。【００５４】
そして、本発明では、上記１番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段によって予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていると前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記第１初期目標値および前記第２初期目標値がそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段に入力される。【００５５】
一方、本発明では、上記１番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段によって予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていないと前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記修正目標値出力手段によって前記第１初期目標値および前記第２初期目標値が前記予め定められた規則に従って修正されて該修正された初期目標値がそれぞれ第１修正目標値および第２修正目標値として出力され、これら第１修正目標値および第２修正目標値をそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段によって決定される第１操作量および第２操作量に従って前記第１の制御対象の制御量および前記第２の制御対象の制御量が制御されたときの各制御対象に関する将来の状態が前記制御対象状態予測手段によって将来制御対象状態として再び予測され、該再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしているか否かが前記制約条件成立判別手段によって判別される。【００５６】
そして、本発明では、上記１番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段によって再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていると前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記第１修正目標値および前記第２修正目標値がそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段に入力される。【００５７】
一方、本発明では、上記１番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段によって再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていないと前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記制御対象状態予測手段によって予測される将来制御対象状態が前記制約条件を満たしていると判別されるまで前記修正目標値出力手段による第１修正目標値および第２修正目標値の修正と、該修正によって修正された第１修正目標値および第２修正目標値とに基づいた前記制御対象状態予測手段による予測演算と、該予測演算によって予測された将来制御対象状態に基づいた前記制約条件成立判別手段による判別とが繰り返される。【００５８】
そして、本発明は、上記４番目の発明と同じく、モデル選択手段をさらに具備する。本発明では、上記４番目の発明と同じく、前記モデル選択手段によって選択される前記状態空間モデルを用いて将来制御対象状態が前記制御対象状態予測手段によって予測される。そして、本発明では、上記４番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間だけ先または該許容時間よりも先の将来制御対象状態であるときには、当該制御装置の演算負荷とは無関係に、前記制御対象状態予測手段による予測演算が終了される。【００５９】
一方、本発明では、上記４番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間よりも手前の将来制御対象状態であるときであって且つ当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容負荷値よりも大きいときには、前記制御対象状態予測手段による予測演算が終了される。一方、本発明では、上記４番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間よりも手前の将来制御対象状態であるときであって且つ当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの前記許容負荷値以下であるときには、前記制御対象状態予測手段による予測演算が継続される。【００６０】
本発明によれば、以下の効果が得られる。すなわち、モデル選択演算が行われると、制御装置の演算負荷が比較的大きく増大する。ここで、本発明では、内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間だけ先または該許容時間よりも先の将来制御対象状態であり、この時点において予測演算が終了されたとしても十分な将来制御対象状態が得られるときには、制御装置の演算負荷とは無関係に、予測演算が終了される。したがって、この場合、制御装置の演算負荷が比較的大きく増大することを抑制しつつ、十分な将来制御対象状態が得られる。また、本発明では、内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間よりも手前の将来制御対象状態であるときであって且つ制御装置の演算負荷がモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容負荷値よりも大きく、モデル選択演算が行われると制御装置の演算負荷が許容演算負荷を超えてしまう可能性が高いときには、予測演算が終了される。したがって、この場合、制御装置の演算負荷が許容演算負荷を超えてしまうことが抑制される。また、本発明では、内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間よりも手前の将来制御対象状態であるときであって且つ制御装置の演算負荷がモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容負荷値以下であり、モデル選択演算が行われたとしても制御装置の演算負荷が許容演算負荷を超えてしまう可能性が低いときには、予測演算が継続される。したがって、この場合、その後、予測演算が終了されたときに所期の将来制御対象状態が得られる。【００６１】
本願の１０番目の発明は、上記１番目の発明と同じく、初期目標値決定手段と、操作量決定手段と、第１の動作制御手段と、第２の動作制御手段と、を具備し、前記各動作制御手段がそれぞれ対応する前記制御対象の動作を制御することによって前記各制御対象の制御量が制御される内燃機関の制御装置に関する。【００６２】
そして、本発明は、上記１番目の発明と同じく、修正目標値出力手段と、制御対象状態予測手段と、制約条件成立判別手段と、をさらに具備する。【００６３】
そして、本発明では、上記１番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段によって予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていると前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記第１初期目標値および前記第２初期目標値がそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段に入力される。【００６４】
一方、本発明では、上記１番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段によって予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていないと前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記修正目標値出力手段によって前記第１初期目標値および前記第２初期目標値が前記予め定められた規則に従って修正されて該修正された初期目標値がそれぞれ第１修正目標値および第２修正目標値として出力され、これら第１修正目標値および第２修正目標値をそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段によって決定される第１操作量および第２操作量に従って前記第１の制御対象の制御量および前記第２の制御対象の制御量が制御されたときの各制御対象に関する将来の状態が前記制御対象状態予測手段によって将来制御対象状態として再び予測され、該再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしているか否かが前記制約条件成立判別手段によって判別される。【００６５】
そして、本発明では、上記１番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段によって再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていると前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記第１修正目標値および前記第２修正目標値がそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段に入力される。【００６６】
一方、本発明では、上記１番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段によって再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていないと前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記制御対象状態予測手段によって予測される将来制御対象状態が前記制約条件を満たしていると判別されるまで前記修正目標値出力手段による第１修正目標値および第２修正目標値の修正と、該修正によって修正された第１修正目標値および第２修正目標値とに基づいた前記制御対象状態予測手段による予測演算と、該予測演算によって予測された将来制御対象状態に基づいた前記制約条件成立判別手段による判別とが繰り返される。【００６７】
そして、本発明は、上記５番目の発明と同じく、モデル選択手段をさらに具備する。そして、本発明では、上記５番目の発明と同じく、前記モデル選択手段によって選択される前記状態空間モデルを用いて将来制御対象状態が前記制御対象状態予測手段によって予測される。そして、本発明では、上記５番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間だけ先または該許容時間よりも先の将来制御対象状態であるときには、当該制御装置の演算負荷とは無関係に、前記制御対象状態予測手段による予測演算が終了される。【００６８】
一方、本発明では、上記５番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間よりも手前の将来制御対象状態であるときであって且つ当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容負荷値よりも大きいときには、前記有限な所定時間が短くされた上で前記制御対象状態予測手段による予測演算が継続される。一方、本発明では、上記５番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間よりも手前の将来制御対象状態であるときであって且つ当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの前記許容前記負荷値以下であるときには、前記有限な所定時間がその時点の値に維持された上で前記制御対象状態予測手段による予測演算が継続される。【００６９】
本発明によれば、以下の効果が得られる。すなわち、モデル選択演算が行われると、制御装置の演算負荷が比較的大きく増大する。ここで、本発明では、内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間だけ先または該許容時間よりも先の将来制御対象状態であり、この時点において予測演算が終了されたとしても十分な将来制御対象状態が得られるときには、制御装置の演算負荷とは無関係に、予測演算が終了される。したがって、この場合、制御装置の演算負荷が比較的大きく増大することを抑制しつつ、十分な将来制御対象状態が得られる。また、本発明では、内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間よりも手前の将来制御対象状態であるときであって且つ制御装置の演算負荷がモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容負荷値よりも大きく、モデル選択演算が行われると制御装置の演算負荷が許容演算負荷を超えてしまう可能性が高いときには、有限な所定時間が短くされた上で予測演算が継続される。したがって、この場合、制御装置の演算負荷が許容演算負荷を超えてしまうことを抑制しつつ、その後、予測演算が終了されたときに十分な将来制御対象状態が得られる。また、本発明では、内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間よりも手前の将来制御対象状態であるときであって且つ制御装置の演算負荷がモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容前記負荷値以下であり、モデル選択演算が行われたとしても制御装置の演算負荷が許容演算負荷を超えてしまう可能性が低いときには、有限な所定時間がその時点の値に維持された上で予測演算が継続される。したがって、この場合、その後、予測演算が終了されたときに所期の将来制御対象状態が得られる。【００７０】
本願の１１番目の発明は、上記１番目の発明と同じく、初期目標値決定手段と、操作量決定手段と、第１の動作制御手段と、第２の動作制御手段と、を具備し、前記各動作制御手段がそれぞれ対応する前記制御対象の動作を制御することによって前記各制御対象の制御量が制御される内燃機関の制御装置に関する。【００７１】
そして、本発明は、上記１番目の発明と同じく、修正目標値出力手段と、制御対象状態予測手段と、制約条件成立判別手段と、をさらに具備する。【００７２】
そして、本発明では、上記１番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段によって予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていると前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記第１初期目標値および前記第２初期目標値がそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段に入力される。【００７３】
一方、本発明では、上記１番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段によって予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていないと前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記修正目標値出力手段によって前記第１初期目標値および前記第２初期目標値が前記予め定められた規則に従って修正されて該修正された初期目標値がそれぞれ第１修正目標値および第２修正目標値として出力され、これら第１修正目標値および第２修正目標値をそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段によって決定される第１操作量および第２操作量に従って前記第１の制御対象の制御量および前記第２の制御対象の制御量が制御されたときの各制御対象に関する将来の状態が前記制御対象状態予測手段によって将来制御対象状態として再び予測され、該再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしているか否かが前記制約条件成立判別手段によって判別される。【００７４】
そして、本発明では、上記１番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段によって再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていると前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記第１修正目標値および前記第２修正目標値がそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段に入力される。【００７５】
一方、本発明では、上記１番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段によって再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていないと前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記制御対象状態予測手段によって予測される将来制御対象状態が前記制約条件を満たしていると判別されるまで前記修正目標値出力手段による第１修正目標値および第２修正目標値の修正と、該修正によって修正された第１修正目標値および第２修正目標値とに基づいた前記制御対象状態予測手段による予測演算と、該予測演算によって予測された将来制御対象状態に基づいた前記制約条件成立判別手段による判別とが繰り返される。【００７６】
そして、本発明は、上記６番目の発明と同じく、モデル選択手段をさらに具備する。そして、本発明では、上記６番目の発明と同じく、前記モデル選択手段によって選択される前記状態空間モデルを用いて将来制御対象状態が前記制御対象状態予測手段によって予測される。【００７７】
そして、本発明では、上記６番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときに当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容負荷値よりも大きいときには、前記制御対象状態予測手段による予測演算が終了される。一方、本発明では、上記６番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときに当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの前記許容負荷値以下であるときには、前記制御対象状態予測手段による予測演算が継続される。【００７８】
本発明によれば、以下の効果が得られる。すなわち、モデル選択演算が行われると、制御装置の演算負荷が比較的大きく増大する。ここで、本発明では、内燃機関に関する状態が変化したときに制御装置の演算負荷がモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容負荷値よりも大きく、モデル選択演算が行われると制御対象の演算負荷が許容演算負荷を超えてしまう可能性が高いときには、予測演算が終了される。したがって、この場合、制御対象の演算負荷が許容演算負荷を超えてしまうことが抑制される。また、本発明では、内燃機関に関する状態が変化したときに制御装置の演算負荷がモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容負荷値以下であり、モデル選択演算が行われたとしても制御装置の演算負荷が許容演算負荷を超える可能性が低いときには、予測演算が継続される。したがって、この場合、その後、予測演算が終了されたときに所期の将来制御対象状態が得られる。【００７９】
本願の１２番目の発明は、上記１番目の発明と同じく、初期目標値決定手段と、操作量決定手段と、第１の動作制御手段と、第２の動作制御手段と、を具備し、前記各動作制御手段がそれぞれ対応する前記制御対象の動作を制御することによって前記各制御対象の制御量が制御される内燃機関の制御装置に関する。【００８０】
そして、本発明は、上記１番目の発明と同じく、修正目標値出力手段と、制御対象状態予測手段と、制約条件成立判別手段と、をさらに具備する。【００８１】
そして、本発明では、上記１番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段によって予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていると前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記第１初期目標値および前記第２初期目標値がそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段に入力される。【００８２】
一方、本発明では、上記１番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段によって予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていないと前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記修正目標値出力手段によって前記第１初期目標値および前記第２初期目標値が前記予め定められた規則に従って修正されて該修正された初期目標値がそれぞれ第１修正目標値および第２修正目標値として出力され、これら第１修正目標値および第２修正目標値をそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段によって決定される第１操作量および第２操作量に従って前記第１の制御対象の制御量および前記第２の制御対象の制御量が制御されたときの各制御対象に関する将来の状態が前記制御対象状態予測手段によって将来制御対象状態として再び予測され、該再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしているか否かが前記制約条件成立判別手段によって判別される。【００８３】
そして、本発明では、上記１番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段によって再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていると前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記第１修正目標値および前記第２修正目標値がそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段に入力される。【００８４】
一方、本発明では、上記１番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段によって再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていないと前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記制御対象状態予測手段によって予測される将来制御対象状態が前記制約条件を満たしていると判別されるまで前記修正目標値出力手段による第１修正目標値および第２修正目標値の修正と、該修正によって修正された第１修正目標値および第２修正目標値とに基づいた前記制御対象状態予測手段による予測演算と、該予測演算によって予測された将来制御対象状態に基づいた前記制約条件成立判別手段による判別とが繰り返される。【００８５】
そして、本発明は、上記７番目の発明と同じく、モデル選択手段をさらに具備する。そして、本発明では、上記７番目の発明と同じく、前記モデル選択手段によって選択される前記状態空間モデルを用いて将来制御対象状態が前記制御対象状態予測手段によって予測される。【００８６】
そして、本発明では、上記７番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときに当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容負荷値よりも大きいときには、前記有限な所定時間が短くされた上で前記制御対象状態予測手段による予測演算が継続される。一方、本発明では、上記７番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときに当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの前記許容負荷値以下であるときには、前記有限な所定時間がその時点の値に維持された上で前記制御対象状態予測手段による予測演算が継続される。【００８７】
本発明によれば、以下の効果が得られる。すなわち、モデル選択演算が行われると、制御装置の演算負荷が比較的大きく増大する。ここで、本発明では、内燃機関に関する状態が変化したときに制御装置の演算負荷がモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容負荷値よりも大きく、モデル選択演算が行われると制御装置の演算負荷が許容演算負荷を超えてしまう可能性が高いときには、有限な所定時間が短くされた上で予測演算が継続される。したがって、この場合、制御装置の演算負荷が許容演算負荷を超えてしまうことを抑制しつつ、その後、予測演算が終了されたときに十分な将来制御対象状態が得られる。また、本発明では、内燃機関に関する状態が変化したときに制御装置の演算負荷がモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容負荷値以下であり、モデル選択演算が行われたとしても制御装置の演算負荷が許容演算負荷を超えてしまう可能性が低いときには、有限な所定時間がその時点の値に維持された上で予測演算が継続される。したがって、この場合、その後、予測演算が終了されたときに所期の将来制御対象状態が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の制御装置が適用される内燃機関の概略図である。
【図２】図１に示されている内燃機関の過給機の排気タービンの内部を示した図である。
【図３】（Ａ）は、目標過給圧を決定するために利用されるマップを示した図であり、（Ｂ）は、目標ＥＧＲ率を決定するために利用されるマップを示した図である。
【図４】本発明の実施形態に従って目標過給圧および目標ＥＧＲ率の修正を実行するフローチャートを示す図である。
【図５】第２実施形態の予測演算継続・終了制御を実行するフローチャートの一例を示した図である。
【図６】第３実施形態の予測演算継続・終了制御を実行するフローチャートの一例を示した図である。
【図７】第４実施形態の予測演算継続・終了制御を実行するフローチャートの一例を示した図である。
【図８】第５実施形態の予測演算継続・終了制御を実行するフローチャートの一例を示した図である。
【図９】第１２実施形態の予測演算継続・終了制御を実行するフローチャートの一例を示した図である。
【図１０】第１３実施形態の予測演算継続・終了制御を実行するフローチャートの一例を示した図である。
【図１１】第１３実施形態の予測演算継続・終了制御を実行するフローチャートの一例を示した図である。
【図１２】第１４実施形態の予測演算継続・終了制御を実行するフローチャートの一例を示した図である。
【図１３】第１４実施形態の予測演算継続・終了制御を実行するフローチャートの一例を示した図である。
【図１４】第１５実施形態の予測演算継続・終了制御を実行するフローチャートの一例を示した図である。
【図１５】第１６実施形態の予測演算継続・終了制御を実行するフローチャートの一例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００８９】
以下、本発明の内燃機関の制御装置の実施形態について図面を参照して説明する。以下で説明する実施形態は、本発明の制御装置を図１に示されている内燃機関に適用した場合の実施形態である。
【００９０】
図１に示されている内燃機関１０は、内燃機関の本体（以下「機関本体」という）２０と、該機関本体２０の４つの燃焼室にそれぞれ対応して配置された燃料噴射弁２１と、該燃料噴射弁２１に燃料供給管２３を介して燃料を供給する燃料ポンプ２２とを具備する。また、内燃機関１０は、外部から燃焼室に空気を供給する吸気系３０と、燃焼室から排出される排気ガスを外部に排出する排気系４０とを具備する。また、内燃機関１０は、圧縮自着火式の内燃機関（いわゆる、ディーゼルエンジン）である。
【００９１】
吸気系３０は、吸気枝管３１と吸気管３２とを有する。吸気枝管３１の一方の端部（すなわち、枝部）は、各燃焼室に対応して機関本体１０内に形成された吸気ポート（図示せず）に接続されている。一方、吸気枝管３１の他方の端部は、吸気管３２に接続されている。吸気管３２内には、該吸気管３２内を流れる空気の量を制御するスロットル弁３３が配置されている。スロットル弁３３には、該スロットル弁３３の開度を制御するアクチュエータ（以下「スロットル弁アクチュエータ」という）３３ａが取り付けられている。さらに、吸気管３２には、該吸気管３２内を流れる空気を冷却するインタークーラ３４が配置されている。さらに、吸気管３２の外部を臨む端部には、エアクリーナ３６が配置されている。
【００９２】
一方、排気系４０は、排気枝管４１と排気管４２とを有する。排気枝管４１の一方の端部（すなわち、枝部）は、各燃焼室に対応して機関本体１０内に形成された排気ポート（図示せず）に接続されている。一方、排気枝管４１の他方の端部は、排気管４２に接続されている。排気管４２には、排気ガス中の特定成分を浄化する排気浄化触媒４３ａを内蔵した触媒コンバータ４３が配置されている。
【００９３】
また、内燃機関１０は、過給機３５を具備する。過給機３５は、インタークーラ３４よりも上流の吸気管３２内に配置されるコンプレッサ３５ａと、触媒コンバータ４３よりも上流の排気管４２内に配置される排気タービン３５ｂとを有する。排気タービン３５ｂは、図２に示されているように、排気タービン本体３５ｃと翼状の複数のベーン３５ｄとを有する。
【００９４】
排気タービン本体３５ｃは、シャフト（図示せず）を介してコンプレッサ３５ａに接続されている。排気タービン本体３５ｃが排気ガスによって回転せしめられると、その回転がシャフトを介してコンプレッサ３５ａに伝達され、これによって、コンプレッサ３５ａが回転せしめられる。
【００９５】
一方、ベーン３５ｄは、排気タービン本体３５ｃを包囲するように該排気タービン本体３５ｃの回転中心軸線Ｒ１を中心として放射状に等角度間隔で配置されている。また、各ベーン３５ｄは、図２に符号Ｒ２で示されているそれぞれ対応する軸線周りで回動可能に配置されている。そして、各ベーン３５ｄが延在している方向、すなわち、図２に符号Ｅで示されている方向を「延在方向」と称し、排気タービン本体３５ｃの回転中心軸線Ｒ１とベーン３５ｄの回動軸線Ｒ２とを結ぶ線、すなわち、図２に符号Ａで示されている線を「基準線」と称したとき、各ベーン３５ｄは、その延在方向Ｅとそれに対応する基準線Ａとがなす角度が全てのベーン３５ｄに関して等しくなるように回動せしめられる。そして、各ベーン３５ｄがその延在方向Ｅとそれに対応する基準線Ａとがなす角度が小さくなるように、すなわち、隣り合うベーン３５ｄ間の流路面積が小さくなるように回動せしめられると、排気タービン本体３５ｃに供給される排気ガスの流速が速くなる。その結果、排気タービン本体３５ｃの回転速度が速くなり、その結果、コンプレッサ３５ａの回転速度も速くなり、したがって、吸気管３２内を流れる空気がコンプレッサ３５ａによって大きく圧縮されることになる。このため、各ベーン３５ｄの延在方向Ｅとそれに対応する基準線とがなす角度（以下この角度を「ベーン開度」という）が小さくなるほど、コンプレッサ３５ａによって吸気管３２内を流れる空気が圧縮される程度が大きくなる。
【００９６】
なお、各ベーン３５ｄは、アクチュエータ（以下「ベーンアクチュエータ」という）３５ｅによって回動せしめられる。
【００９７】
また、内燃機関１０は、排気再循環装置（以下これを「ＥＧＲ装置」という）５０を具備する。ＥＧＲ装置５０は、排気再循環管（以下これを「ＥＧＲ管」という）５１を有する。ＥＧＲ管５１の一端は、排気枝管４１に接続されている。一方、ＥＧＲ管５１の他端は、吸気枝管３１に接続されている。また、ＥＧＲ管５１には、該ＥＧＲ管５１内を流れる排気ガスの流量を制御する排気再循環制御弁（以下この排気再循環制御弁を「ＥＧＲ制御弁」という）５２が配置されている。ＥＧＲ制御弁５２は、図示されていないアクチュエータ（以下これを「ＥＧＲ制御弁アクチュエータ」という）によって動作せしめられる。内燃機関１０では、ＥＧＲ制御弁５２の開度（以下この開度を「ＥＧＲ制御弁開度」という）が大きいほど、ＥＧＲ管５１内を流れる排気ガスの流量が多くなる。さらに、ＥＧＲ管５１には、該ＥＧＲ管５１内を流れる排気ガスを冷却する排気再循環クーラ５３が配置されている。
【００９８】
また、エアクリーナ３６よりも下流であってコンプレッサ３５ａよりも上流の吸気管３２には、該吸気管３２内を流れる空気の流量を検出するエアフローメータ７１が取り付けられている。また、吸気枝管３１には、該吸気枝管３１内の圧力を検出する圧力センサ（以下「吸気圧センサ」という）７２が取り付けられている。
【００９９】
また、内燃機関１０は、電子制御装置６０を具備する。電子制御装置６０は、マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）６１と、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）６２と、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）６３と、バックアップＲＡＭ（Ｂａｃｋ  ｕｐ  ＲＡＭ）６４と、インターフェース６５とを有する。インターフェース６５には、燃料噴射弁２１、燃料ポンプ２２、スロットル弁アクチュエータ３３ａ、ベーンアクチュエータ３５ｅ、および、ＥＧＲ制御弁アクチュエータが接続されており、これらの動作を制御する制御信号がインターフェース６５を介して電子制御装置６０から与えられる。また、インターフェース６５には、エアフローメータ７１、吸気圧センサ７２、および、アクセルペダルＡＰの踏込量を検出するアクセル開度センサ７５も接続されており、エアフローメータ７１によって検出された流量に対応する信号、吸気圧センサ７２によって検出された圧力に対応する信号、および、アクセル開度センサ７５によって検出されたアクセルペダルＡＰの踏込量に対応する信号がインターフェース６５に入力される。
【０１００】
ところで、上述したように、本実施形態では、過給機３５のコンプレッサ３５ａによって吸気管３２内を流れる空気が圧縮される。そして、コンプレッサ３５ａによって圧縮されたときの空気の圧力（以下この圧力を「過給圧」という）は、排気タービン３５ｂのベーン３５ｄの回動位置（すなわち、ベーン開度）を制御することによって制御可能であり、ベーン開度以外の条件が同じであれば、ベーン開度が小さいほど過給圧が高くなる。また、上述したように、本実施形態では、ＥＧＲ装置５０によって吸気管３２内を流れる空気中に排気ガス（以下この排気ガスを「ＥＧＲガス」という）が導入される。ここで、ＥＧＲガスの量（以下この量を「ＥＧＲガス量」という）は、ＥＧＲ制御弁５２の開度、すなわち、ＥＧＲ制御弁開度を制御することによって制御可能であり、ＥＧＲ制御弁開度以外の条件が同じであれば、ＥＧＲ制御弁開度が大きいほどＥＧＲガス量が多くなる。
【０１０１】
ところで、本実施形態の制御装置では、過給圧に関して目標値（以下この目標値を「目標過給圧」という）が設定され、実際の過給圧が目標過給圧になるようにベーン開度が制御される。また、本実施形態の制御装置では、ＥＧＲガス量を代表するパラメータとして、燃焼室に吸入されるトータルのガス量に対するＥＧＲガス量の割合（以下この割合を「ＥＧＲ率」という）が採用され、このＥＧＲ率に関して目標値（以下この目標値を「目標ＥＧＲ率」という）が設定され、実際のＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率になるようにＥＧＲ制御弁開度が制御される。次に、これら過給圧およびＥＧＲ率の制御について説明する。
【０１０２】
目標過給圧が設定されると、この目標過給圧に対する実際の過給圧の偏差（以下この偏差を「過給圧偏差」という）が電子制御装置６０において算出される。ここで、吸気圧センサ７２によって検出される圧力は、過給圧に相当することから、本実施形態では、吸気圧センサ７２によって検出される圧力が実際の過給圧として利用される。また、目標過給圧の設定については、後に詳細に説明する。
【０１０３】
過給圧偏差が算出されると、この過給圧偏差が電子制御装置６０において予め定められた変換則（別の言い方をすれば、予め定められた制御則）に従って変換されて制御信号が生成される。ここで生成される制御信号は、ベーンアクチュエータ３５ｅにベーン３５ｄを動作させるために電子制御装置６０からベーンアクチュエータ３５ｅに与えられる制御信号である。また、上記予め定められた変換則（以下この変換則を「過給圧偏差変換則」という）は、過給圧偏差が小さくなるようにベーンアクチュエータ３５ｅにベーン３５ｄを動作させる制御信号に過給圧偏差を変換するものである。
【０１０４】
過給圧偏差が変換されて生成された制御信号（以下この制御信号を「ベーン制御信号」という）が電子制御装置６０からベーンアクチュエータ３５ｅに与えられると、ベーンアクチュエータ３５ｅは、ベーン制御信号に従ってベーン３５ｅを動作させる。すなわち、ベーンアクチュエータ３５ｅは、ベーン制御信号に応じた操作量（以下この操作量を「ベーン操作量」という）をベーン３５ｅに入力する。
【０１０５】
ここで、過給圧偏差が正の値であるとき、すなわち、実際の過給圧が目標過給圧よりも低いときには、ベーンアクチュエータ３５ｅは、ベーン開度が小さくなるようにベーン３５ｄを動作させる。これによって、実際の過給圧が高くなる。一方、過給圧偏差が負の値であるとき、すなわち、実際の過給圧が目標過給圧よりも高いときには、ベーンアクチュエータ３５ｅは、ベーン開度が大きくなるようにベーン３５ｄを動作させる。これによって、実際の過給圧が低くなる。
【０１０６】
一方、目標ＥＧＲ率が設定されると、この目標ＥＧＲ率に対する実際のＥＧＲ率の偏差（以下この偏差を「ＥＧＲ率偏差」という）が電子制御装置６０において算出される。
【０１０７】
ＥＧＲ率偏差が算出されると、このＥＧＲ率偏差が電子制御装置６０において予め定められた変換則（別の言い方をすれば、予め定められた制御則）に従って変換されて制御信号が生成される。ここで生成される制御信号は、ＥＧＲ制御弁アクチュエータにＥＧＲ制御弁５２を動作させるためにＥＧＲ制御弁アクチュエータに与えられる制御信号である。また、上記予め定められた変換則（以下この変換則を「ＥＧＲ率偏差変換則」という）は、ＥＧＲ率偏差が小さくなるようにＥＧＲ制御弁アクチュエータにＥＧＲ制御弁５２を動作させる制御信号にＥＧＲ率偏差を変換するものである。
【０１０８】
ＥＧＲ率偏差が変換されて生成された制御信号（以下この制御信号を「ＥＧＲ制御弁制御信号」という）が電子制御装置６０からＥＧＲ制御弁アクチュエータに与えられると、ＥＧＲ制御弁アクチュエータは、ＥＧＲ制御弁制御信号に従ってＥＧＲ制御弁５２を動作させる。すなわち、ＥＧＲ制御弁アクチュエータは、ＥＧＲ制御弁制御信号に応じた操作量（以下この操作量を「ＥＧＲ制御弁操作量」という）をＥＧＲ制御弁５２に入力する。
【０１０９】
ここで、ＥＧＲ率偏差が正の値であるとき、すなわち、実際のＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率よりも小さいときには、ＥＧＲ制御弁アクチュエータは、ＥＧＲ制御弁開度が大きくなるようにＥＧＲ制御弁５２を動作させる。これによって、実際のＥＧＲ率が大きくなる。一方、ＥＧＲ率偏差が負の値であるとき、すなわち、実際のＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率よりも大きいときには、ＥＧＲ制御弁アクチュエータは、ＥＧＲ制御弁開度が小さくなるようにＥＧＲ制御弁５２を動作させる。これによって、実際のＥＧＲ率が小さくなる。
【０１１０】
次に、目標過給圧および目標ＥＧＲ率の設定について説明する。
【０１１１】
過給圧には、内燃機関１０の運転状態（以下これを「機関運転状態」という）に応じた最適な過給圧がある。そこで、本実施形態では、機関運転状態として機関回転数と機関負荷とが採用され、これら機関回転数と機関負荷とに応じて最適な過給圧が実験等によって予め求められ、これら求められた過給圧が、図３（Ａ）に示されているように、機関回転数Ｎと機関負荷Ｌとの関数のマップの形で目標過給圧ＴＰｃｏｍとして電子制御装置６０に記憶されている。そして、図３（Ａ）のマップから機関回転数Ｎと機関負荷Ｌとに基づいて目標過給圧ＴＰｃｏｍが決定される。
【０１１２】
また、ＥＧＲ率にも、機関運転状態に応じて最適なＥＧＲ率がある。そこで、本実施形態では、機関運転状態として機関回転数と機関負荷とが採用され、これら機関回転数と機関負荷とに応じて最適なＥＧＲ率が実験等によって予め求められ、これら求められたＥＧＲ率が、図３（Ｂ）に示されているように、機関回転数Ｎと機関負荷Ｌとの関数のマップの形で目標ＥＧＲ率ＴＲｅｇｒとして電子制御装置６０に記憶されている。そして、図３（Ｂ）のマップから機関回転数Ｎと機関負荷Ｌとに基づいて目標過給圧ＴＲｅｇｒが決定される。
【０１１３】
ところで、斯くして決定された目標過給圧ＴＰｃｏｍに対する実際の吸気圧Ｐｃｏｍの偏差（すなわち、過給圧偏差）ＴＰｃｏｍ−Ｐｃｏｍが、上述したように、過給圧偏差変換則に従ってベーン制御信号に変換され、このベーン制御信号に従ってベーンアクチュエータ３５ｅによってベーン３５ｄの動作状態が制御されれば、最終的には、過給圧は目標過給圧に制御されることになる。ところが、図３（Ａ）のマップから決定された目標過給圧ＴＰｃｏｍがそのまま過給圧の制御に利用されると、幾つかの不都合が生じる。
【０１１４】
すなわち、例えば、実際の過給圧が目標過給圧よりも低い場合、上述したように、目標過給圧に対する実際の過給圧の偏差（すなわち、過給圧偏差）に応じてベーン開度が小さくなるようにベーンアクチュエータ３５ｅにベーン３５ｄを動作させる（すなわち、回動させる）ための制御信号（すなわち、ベーン制御信号）が電子制御装置６０によって生成される。そして、この生成されたベーン制御信号が電子制御装置６０からベーンアクチュエータ３５ｅに与えられ、この与えられたベーン制御信号に従ってベーンアクチュエータ３５ｅがベーン３５ｄを動作させる。
【０１１５】
ところが、このとき、ＥＧＲ率等を含む機関運転状態によっては、過給圧が目標過給圧に制御される過程において、過給圧が目標過給圧を大幅に上回ってしまうことがある。特に、実際の過給圧が目標過給圧よりも大幅に低いときには、ベーンアクチュエータ３５ｅがベーン３５ｄを大きく動作させることになるので、過給圧が目標過給圧を大幅に上回ってしまう可能性がより高くなる。しかしながら、このように過給圧が目標過給圧を大幅に上回ってしまうことは避けられるべきである。要するに、過給圧を目標過給圧に制御する場合において、過給圧は、目標過給圧を上回ってしまうとしても許容可能な範囲内に収められているべきである。
【０１１６】
また、燃焼室において失火が生じることを避けるためには、例えば、燃焼室に吸入されるガス中の酸素濃度が或る一定濃度以上に保たれるべきである。そして、燃焼室に吸入されるガス中の酸素濃度は、ＥＧＲ率に応じて変化し、このＥＧＲ率は、過給圧に応じて変化する。したがって、過給圧を目標過給圧に制御する場合において、過給圧は、燃焼室に吸入されるガス中の濃度が一定濃度以上に保たれるように制御されるべきである。
【０１１７】
このように、過給圧の制御には、制御されるべきパラメータである過給圧自体に関する制約がある。
【０１１８】
また、ベーン３５ｄの動作可能な範囲（すなわち、ベーン３５ｄの回動可能な範囲）には、その構造上、限界がある。このため、ベーン開度を小さくするためにベーンアクチュエータ３５ｅがベーン３５ｄを動作させようとしても、ベーン３５ｄの動作状態がその動作可能な範囲の限界に達してしまえば、ベーンアクチュエータ３５ｅは、それ以上、ベーン３５ｄを動作させることができない。それでもなお、ベーンアクチュエータ３５ｅがベーン３５ｄを動作させようとすれば、ベーン３５の故障を招きかねない。また、より確実にベーン３５ｄの故障を避けようとするならば、ベーン３５ｄの動作がその動作可能な範囲よりも狭い範囲内に制限されるべきである。要するに、過給圧を目標過給圧に制御する場合、ベーン３５ｄの動作は、様々な観点から定まる許容可能な範囲内に制限されるべきある。このように、過給圧の制御には、制御されるべき対象であるベーン３５ｄの動作状態に関する制約もある。
【０１１９】
さらに、ベーンアクチュエータ３５ｅの動作可能な範囲にも、その構造上、限界がある。このため、ベーン開度を小さくするためにベーンアクチュエータ３５ｅがベーン３５ｄを動作させようとしても、ベーンアクチュエータ３５ｅがその動作可能な範囲の限界に達してしまえば、ベーンアクチュエータ３５ｅは、それ以上、ベーン３５ｄを動作させることができない。それでもなお、ベーンアクチュエータ３５ｅがベーン３５ｄを動作させようとすれば、ベーンアクチュエータ３５ｅの故障を招きかねない。また、より確実にベーンアクチュエータ３５ｅの故障を避けようとするならば、ベーンアクチュエータ３５ｅの動作可能な範囲よりも狭い範囲内にベーンアクチュエータ３５ｅの動作が制限されるべきである。要するに、過給圧を目標過給圧に制御する場合、ベーンアクチュエータ３５ｅの動作も、様々な観点から定まる許容可能な範囲内に制限されるべきである。このように、過給圧の制御には、ベーン３５ｄの動作を制御する手段であるベーンアクチュエータ３５ｅの動作状態に関する制約もある。
【０１２０】
さらに、ベーン操作量（すなわち、ベーンアクチュエータ３５ｅからベーン３５ｄに入力される操作量）には、ベーンアクチュエータ３５ｅの性能およびベーン３５ｄの性能を考慮したとき、適切な操作量がある。要するに、過給圧を目標過給圧に制御する場合、ベーン操作量も、様々な観点から定まる許容可能な範囲内に制限されるべきである。このように、過給圧の制御には、ベーン操作量に関する制約もある。
【０１２１】
もちろん、以上のことは、実際の過給圧が目標過給圧よりも高いときに過給圧を目標過給圧に制御しようとして、ベーンアクチュエータ３５ｅがベーン３５ｄを動作させる場合にも等しく当てはまる。
【０１２２】
このように、過給圧の制御には、過給圧を許容可能な範囲内に収めるという過給圧自体に関する制約と、ベーン３５ｄの動作を許容可能な範囲内に制限するというベーン３５ｄの動作状態に関する制約と、ベーンアクチュエータ３５ｅの動作を許容可能な範囲内に制限するというベーンアクチュエータ３５ｅの動作状態に関する制約と、ベーン操作量を許容可能な範囲内に制限するというベーン操作量に関する制約とがある。したがって、図３（Ａ）のマップから決定された目標過給圧ＴＰｃｏｍがそのまま過給圧の制御に利用されたとした場合に、これら制約が満たされないことが予想されるときには、これら制約が満たされるように、図３（Ａ）のマップから決定された目標過給圧ＴＰｃｏｍが修正され、この修正された目標過給圧が過給圧の制御に利用されるべきである。
【０１２３】
また、このことは、ＥＧＲ率の制御にも等しく当てはまる。すなわち、図３（Ｂ）のマップから決定された目標ＥＧＲ率ＴＲｅｇｒに対する実際のＥＧＲ率Ｒｅｇｒの偏差（すなわち、ＥＧＲ率偏差）ＴＲｅｇｒ−Ｒｅｇｒが、上述したように、ＥＧＲ率偏差変換則に従ってＥＧＲ制御弁制御信号に変換され、このＥＧＲ制御弁制御信号に従ってＥＧＲ制御弁アクチュエータによってＥＧＲ制御弁５２の動作状態が制御されれば、最終的には、ＥＧＲ率は目標ＥＧＲ率に制御されることになる。ところが、このように図３（Ｂ）のマップから決定された目標ＥＧＲ率ＴＲｅｇｒがそのままＥＧＲ率の制御に利用されると、幾つかの不都合が生じる。
【０１２４】
すなわち、例えば、実際のＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率よりも小さい場合、上述したように、目標ＥＧＲ率に対する実際のＥＧＲ率の偏差（すなわち、ＥＧＲ率偏差）に応じてＥＧＲ制御弁開度が大きくなるようにＥＧＲ制御弁アクチュエータにＥＧＲ制御弁５２を動作させるための信号（すなわち、ＥＧＲ制御弁制御信号）が電子制御装置６０によって生成される。そして、この生成されたＥＧＲ制御弁制御信号が電子制御装置６０からＥＧＲ制御弁アクチュエータに与えられ、この与えられたＥＧＲ制御弁制御信号に従ってＥＧＲ制御弁アクチュエータがＥＧＲ制御弁５２を動作させる。
【０１２５】
ところが、このとき、過給圧等を含む機関運転状態によっては、ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率に制御される過程において、ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率を大幅に上回ってしまうことがある。特に、実際のＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率よりも大幅に小さいときには、ＥＧＲ制御弁アクチュエータがＥＧＲ制御弁５２を大きく動作させることになるので、ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率を大幅に上回ってしまう可能性がより高くなる。しかしながら、このようにＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率を大幅に上回ってしまうことは避けられるべきである。要するに、ＥＧＲ率を目標過給圧に制御する場合において、ＥＧＲ率は、目標ＥＧＲ率を上回ってしまうとしても許容可能な範囲内に収められているべきである。
【０１２６】
また、燃焼室において失火が生じることを避けるためには、例えば、燃焼室に吸入されるガス中の酸素濃度が或る一定濃度以上に保たれるべきである。そして、燃焼室に吸入されるガス中の酸素濃度は、ＥＧＲ率に応じて変化する。したがって、ＥＧＲ率を目標ＥＧＲ率に制御する場合において、ＥＧＲ率は、燃焼室に吸入されるガス中の濃度が一定濃度以上に保たれるように制御されるべきである。
【０１２７】
このようにＥＧＲ率の制御には、制御されるべきパラメータであるＥＧＲ率自体に関する制約がある。
【０１２８】
また、ＥＧＲ制御弁５２の動作可能な範囲には、その構造上、限界がある。このため、ＥＧＲ制御弁開度を大きくするためにＥＧＲ制御弁アクチュエータがＥＧＲ制御弁５２を動作させようとしても、ＥＧＲ制御弁５２の動作状態がその動作可能な範囲の限界に達してしまえば、ＥＧＲ制御弁アクチュエータは、それ以上、ＥＧＲ制御弁５２を動作させることができない。それでもなお、ＥＧＲ制御弁アクチュエータがＥＧＲ制御弁５２を動作させようとすれば、ＥＧＲ制御弁５２の故障を招きかねない。また、より確実にＥＧＲ制御弁５２の故障を避けようとするならば、ＥＧＲ制御弁５２の動作がその動作可能な範囲よりも狭い範囲内に制限されるべきである。要するに、ＥＧＲ率を目標ＥＧＲ率に制御する場合、ＥＧＲ制御弁５２の動作は、様々な観点から定まる許容可能な範囲内に制限されるべきである。このように、ＥＧＲ率の制御には、制御されるべき対象であるＥＧＲ制御弁５２の動作状態に関する制約もある。
【０１２９】
さらに、ＥＧＲ制御弁アクチュエータの動作可能な範囲にも、その構造上、限界がある。このため、ＥＧＲ制御弁開度を大きくするためにＥＧＲ制御弁アクチュエータがＥＧＲ制御弁５２を動作させようとしても、ＥＧＲ制御弁アクチュエータがその動作可能な範囲の限界に達してしまえば、ＥＧＲ制御弁アクチュエータは、それ以上、ＥＧＲ制御弁５２を動作させることができない。それでもなお、ＥＧＲ制御弁アクチュエータがＥＧＲ制御弁５２を動作させようとすれば、ＥＧＲ制御弁アクチュエータの故障を招きかねない。また、より確実にＥＧＲ制御弁アクチュエータの故障を避けようとするならば、ＥＧＲ制御弁アクチュエータの動作可能な範囲よりも狭い範囲内にＥＧＲ制御弁アクチュエータの動作が制限されるべきである。要するに、ＥＧＲ率を目標ＥＧＲ率に制御する場合、ＥＧＲ制御弁アクチュエータの動作も、様々な観点から定まる許容可能な範囲内に制限されるべきである。このように、ＥＧＲ率の制御には、ＥＧＲ制御弁５２の動作を制御する手段であるＥＧＲ制御弁アクチュエータの動作状態に関する制約もある。
【０１３０】
さらに、ＥＧＲ制御弁操作量（すなわち、ＥＧＲ制御弁アクチュエータからＥＧＲ制御弁５２に入力される操作量）には、ＥＧＲ制御弁アクチュエータの性能およびＥＧＲ制御弁５２の性能を考慮したとき、適切な操作量がある。要するに、ＥＧＲ率を目標ＥＧＲ率に制御する場合、ＥＧＲ制御弁操作量も、様々な観点から定まる許容可能な範囲内に制限されるべきである。このように、ＥＧＲ率の制御には、ＥＧＲ制御弁操作量に関する制約もある。
【０１３１】
もちろん、以上のことは、実際のＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率よりも大きいときにＥＧＲ率を目標ＥＧＲ率に制御しようとして、ＥＧＲ制御弁アクチュエータがＥＧＲ制御弁５２を動作させる場合にも等しく当てはまる。
【０１３２】
このように、ＥＧＲ率の制御には、ＥＧＲ率を許容可能な範囲内に収めるというＥＧＲ率自体に関する制約と、ＥＧＲ制御弁５２の動作を許容可能な範囲内に制限するというＥＧＲ制御弁５２の動作状態に関する制約と、ＥＧＲ制御弁アクチュエータの動作を許容可能な範囲内に制限するというＥＧＲ制御弁アクチュエータの動作状態に関する制約と、ＥＧＲ制御弁操作量を許容可能な範囲内に制限するというＥＧＲ制御弁操作量に関する制約とがある。したがって、図３（Ｂ）のマップから決定された目標ＥＧＲ率ＴＲｅｇｒがそのままＥＧＲ率の制御に利用されたとした場合に、これら制約が満たされないことが予想されるときには、これら制約が満たされるように、図３（Ｂ）のマップから決定された目標ＥＧＲ率ＴＲｅｇｒが修正され、この修正された目標ＥＧＲ率がＥＧＲ率の制御に利用されるべきである。
【０１３３】
さらに、ＥＧＲ制御弁開度が一定であったとしても、ベーン開度が変われば、過給圧が変わる。したがって、この場合、少なからず、ＥＧＲガス量が変わり、ＥＧＲ率が変わることになる。すなわち、過給圧の制御は、ＥＧＲ率に影響する。一方、ベーン開度が一定であったとしても、ＥＧＲ制御弁開度が変われば、ＥＧＲガス量も変わる。したがって、この場合、吸気枝管３１内の圧力が変わり、過給圧が変わることになる。すなわち、ＥＧＲ率の制御は、過給圧に影響する。
【０１３４】
このように、過給圧の制御とＥＧＲ率の制御とは互いに干渉する。したがって、過給圧を目標過給圧に制御する場合、上述したＥＧＲ率に関する制約、ＥＧＲ制御弁５２の動作状態に関する制約、ＥＧＲ制御弁アクチュエータの動作状態に関する制約、および、ＥＧＲ制御弁操作量に関する制約条件が満たされる状態で、過給圧が制御されるべきである。一方、ＥＧＲ率を目標ＥＧＲ率に制御する場合、上述した過給圧に関する制約、ベーン３５ｄの動作状態に関する制約、ベーンアクチュエータ３５ｅの動作状態に関する制約、および、ベーン操作量に関する制約が満たされる状態で、ＥＧＲ率が制御されるべきである。すなわち、過給圧の制御とＥＧＲ率の制御とが行われる場合、上述した全ての制約が同時に満たされる状態で、過給圧およびＥＧＲ率が制御されるべきである。
【０１３５】
そこで、本実施形態の制御装置は、過給圧に関する制約、ベーン３５ｄの動作状態に関する制約、ベーンアクチュエータ３５ｅの動作状態に関する制約、ベーン操作量に関する制約、ＥＧＲ率に関する制約、ＥＧＲ制御弁５２の動作状態に関する制約、ＥＧＲ制御弁アクチュエータの動作状態に関する制約、および、ＥＧＲ制御弁操作量に関する制約が全て満たされるように、図３（Ａ）のマップから決定される目標過給圧が修正されると共に、図３（Ｂ）のマップから決定される目標ＥＧＲ率とが修正され、修正された目標過給圧が過給圧の制御に利用されると共に、修正された目標ＥＧＲ率がＥＧＲ率の制御に利用される。
【０１３６】
より具体的には、本実施形態の制御装置では、図３（Ａ）のマップから機関回転数Ｎと機関負荷Ｌとに基づいて目標過給圧ＴＰｃｏｍが決定されると共に、図３（Ｂ）のマップから機関回転数Ｎと機関負荷Ｌとに基づいて目標ＥＧＲ率ＴＲｅｇｒが決定される。そして、これら目標過給圧ＴＰｃｏｍおよび目標ＥＧＲ率ＴＲｅｇｒに基づいてベーン３５ｄおよびＥＧＲ制御弁５２が上述したように実際に動作せしめられる前に、これら目標過給圧ＴＰｃｏｍおよび目標ＥＧＲ率ＴＲｅｇｒに基づいてベーン３５ｄおよびＥＧＲ制御弁５２が上述したように動作せしめられたときの実際の過給圧、ベーン３５ｄの動作状態、ベーンアクチュエータ３５ｅの動作状態、ベーン操作量、実際のＥＧＲ率、ＥＧＲ制御弁５２の動作状態、ＥＧＲ制御弁アクチュエータの動作状態、および、ＥＧＲ制御弁操作量が予測される（以下、この予測を「予測演算」という）。
【０１３７】
そして、これら予測された過給圧、ベーン３５ｄの動作状態、ベーンアクチュエータ３５ｅの動作状態、ベーン操作量、実際のＥＧＲ率、ＥＧＲ制御弁５２の動作状態、ＥＧＲ制御弁アクチュエータの動作状態、および、ＥＧＲ制御弁操作量が、過給圧に関する制約、ベーン３５ｄの動作状態に関する制約、ベーンアクチュエータ３５ｅの動作状態に関する制約、ベーン操作量に関する制約、ＥＧＲ率に関する制約、ＥＧＲ制御弁５２の動作状態に関する制約、ＥＧＲ制御弁アクチュエータの動作状態に関する制約、および、ＥＧＲ制御弁操作量に関する制約を満たすか否かが判断される。
【０１３８】
すなわち、上記予測された過給圧が許容可能な範囲内にあるという制約条件が満たされ、且つ、上記予測されたベーン３５ｄの動作状態が許容可能な範囲内にあるという制約条件が満たされ、且つ、上記予測されたベーンアクチュエータ３５ｅの動作状態が許容可能な範囲内にあるという制約条件が満たされ、且つ、上記予測されたベーン操作量が許容可能な範囲内にあるという制約条件が満たされ、且つ、上記予測されたＥＧＲ率が許容可能な範囲内にあるという制約条件が満たされ、且つ、上記予測されたＥＧＲ制御弁５２の動作状態が許容可能な範囲内にあるという制約条件が満たされ、且つ、上記予測されたＥＧＲ制御弁アクチュエータの動作状態が許容可能な範囲内にあるという制約条件が満たされ、且つ、上記予測されたＥＧＲ制御弁操作量が許容可能な範囲内にあるという制約条件が満たされるか否かが判断される。
【０１３９】
そして、制約条件が満たされる場合には、図３（Ａ）のマップから決定された目標過給圧ＴＰｃｏｍがそのまま過給圧の制御用の目標過給圧に設定されると共に、図３（Ｂ）のマップから決定された目標ＥＧＲ率ＴＲｅｇｒがそのままＥＧＲ率の制御用の目標ＥＧＲ率に設定される。
【０１４０】
そして、斯くして設定された目標過給圧に基づいて上述したようにして算出されるベーン制御信号に従ってベーンアクチュエータ３５ｅがベーン３５ｄを動作させると共に、斯くして設定された目標ＥＧＲ率に基づいて上述したようにして算出されるＥＧＲ制御弁制御信号に従ってＥＧＲ制御弁アクチュエータがＥＧＲ制御弁５２を動作させる。
【０１４１】
一方、上記制約条件が満たされない場合には、図３（Ａ）のマップから決定された目標過給圧ＴＰｃｏｍおよび図３（Ｂ）のマップから決定された目標ＥＧＲ率ＴＲｅｇｒが予め定められた規則に従って修正される。
【０１４２】
そして、これら修正された目標過給圧ＴＰｃｏｍおよび目標ＥＧＲ率ＴＲｅｇｒに基づいてベーン３５ｄおよびＥＧＲ制御弁５２が実際に動作せしめられたときの実際の過給圧、ベーン３５ｄの動作状態、ベーンアクチュエータ３５ｅの動作状態、ベーン操作量、実際のＥＧＲ率、ＥＧＲ制御弁５２の動作状態、ＥＧＲ制御弁アクチュエータの動作状態、および、ＥＧＲ制御弁操作量が再び予測される。そして、これら予測された過給圧、ベーン３５ｄの動作状態、ベーンアクチュエータ３５ｅの動作状態、ベーン操作量、実際のＥＧＲ率、ＥＧＲ制御弁５２の動作状態、ＥＧＲ制御弁アクチュエータの動作状態、および、ＥＧＲ制御弁操作量が、上記制約条件を満たすか否かが判断される。
【０１４３】
ここで、上記制約条件が満たされる場合、上記修正された目標過給圧が過給圧の制御用の目標過給圧に設定され、この設定された目標過給圧に基づいて上述したようにして算出されるベーン制御信号に従ってベーンアクチュエータ３５ｅがベーン３５ｄを動作させると共に、上記修正された目標ＥＧＲ率がＥＧＲ率の制御用の目標ＥＧＲ率に設定され、この設定された目標ＥＧＲ率に基づいて上述したようにして算出されるＥＧＲ制御弁制御信号に従ってＥＧＲ制御弁アクチュエータがＥＧＲ制御弁５２を動作させる。
【０１４４】
一方、ここでも上記制約条件が満たされない場合、上記修正された目標過給圧が上記予め定められた規則に従ってさらに修正されると共に、上記修正された目標ＥＧＲ率が上記予め定められた規則に従ってさらに修正される。そして、これらさらに修正された目標過給圧および目標ＥＧＲ率に基づいてベーン３５ｄおよびＥＧＲ制御弁５２が実際に動作せしめられたときの実際の過給圧、ベーン３５ｄの動作状態、ベーンアクチュエータ３５ｅの動作状態、ベーン操作量、実際のＥＧＲ率、ＥＧＲ制御弁５２の動作状態、ＥＧＲ制御弁アクチュエータの動作状態、および、ＥＧＲ制御弁操作量が再び予測される。そして、これら予測された過給圧、ベーン３５ｄの動作状態、ベーンアクチュエータ３５ｅの動作状態、ベーン操作量、実際のＥＧＲ率、ＥＧＲ制御弁５２の動作状態、ＥＧＲ制御弁アクチュエータの動作状態、および、ＥＧＲ制御弁操作量が、上記制約条件を満たすか否かが判断される。
【０１４５】
本実施形態の制御装置では、目標過給圧および目標ＥＧＲ率の修正と、該修正された目標過給圧および目標ＥＧＲ率に基づいてベーン３５ｄおよびＥＧＲ制御弁５２が動作せしめられたときの実際の過給圧、ベーン３５ｄの動作状態、ベーンアクチュエータ３５ｅの動作状態、ベーン操作量、実際のＥＧＲ率、ＥＧＲ制御弁５２の動作状態、ＥＧＲ制御弁アクチュエータの動作状態、および、ＥＧＲ制御弁操作量の予測と、該予測された過給圧、ベーン３５ｄの動作状態、ベーンアクチュエータ３５ｅの動作状態、ベーン操作量、実際のＥＧＲ率、ＥＧＲ制御弁５２の動作状態、ＥＧＲ制御弁アクチュエータの動作状態、および、ＥＧＲ制御弁操作量が上記制約条件を満たすか否かの判断とが、上記制約条件が満たされると判断されるまで繰り返される。
【０１４６】
このように、本実施形態の制御装置によれば、過給圧に関する制約条件、ＥＧＲ率に関する制約条件、ベーンの動作状態に関する制約条件、ＥＧＲ制御弁の動作状態に関する制約条件、ベーン操作量に関する制約条件、ＥＧＲ制御弁操作量に関する制約条件、ベーンアクチュエータの動作状態に関する制約条件、および、ＥＧＲ制御弁アクチュエータの動作状態に関する制約条件が満たされた状態でもって、過給圧およびＥＧＲ率が制御される。このため、過給圧およびＥＧＲ率が過給圧の制御、ＥＧＲ率の制御、ベーンの動作の制御、ＥＧＲ制御弁の動作の制御、ベーン操作量の決定、ＥＧＲ制御弁操作量の決定、ベーンアクチュエータの動作の制御、および、ＥＧＲ制御弁アクチュエータの動作の制御にとって好適な制御状態でもって制御される。
【０１４７】
また、本実施形態の制御装置によれば、ベーン操作量およびＥＧＲ制御弁操作量に関する制約条件が満たされるように過給圧およびＥＧＲ率が制御されることから、アンチワインドアップ効果が得られる。このため、過給圧およびＥＧＲ率をそれぞれ目標過給圧および目標ＥＧＲ率に制御する過程（すなわち、過渡状態）において、過給圧およびＥＧＲ率の制御応答性がより良好であると言える。
【０１４８】
また、本実施形態の制御装置によれば、ベーンおよびＥＧＲ制御弁に関する制約条件、ならびに、ベーンアクチュエータおよびＥＧＲ制御弁アクチュエータに関する制約条件が満たされた状態でもって、過給圧およびＥＧＲ率が制御される。このため、過給圧およびＥＧＲ率の制御の安定性およびロバスト性が高いと言える。
【０１４９】
また、本実施形態の制御装置によれば、上述した全ての制約条件が満たされた状態で過給圧およびＥＧＲ率が制御されることになる。したがって、過給圧およびＥＧＲ率をそれぞれ目標過給圧および目標ＥＧＲ率に制御する過程において、過給圧が目標過給圧を許容できないほど上回ったり下回ったりすることが防止され、ベーン３５ｄの故障が防止され、ベーンアクチュエータ３５ｅの故障が防止され、ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率を許容できないほど上回ったり下回ったりすることが防止され、ＥＧＲ制御弁５２の故障が防止され、ＥＧＲ制御弁アクチュエータの故障が防止される。すなわち、過給圧およびＥＧＲ率が好適な状態でもって制御される。
【０１５０】
なお、過給圧およびＥＧＲ率の制御に関する上述した考え方は、過給圧の制御とＥＧＲ率の制御とを同時に行う場合だけでなく、内燃機関１０において制御されるべき複数のパラメータの制御を同時に行う場合に適用可能である。すなわち、例えば、内燃機関１０では、燃焼室に吸入される空気の量（以下この空気の量を「吸気量」という）がスロットル弁３３によって制御可能であるが、この吸気量の制御と過給圧の制御とＥＧＲ率の制御とを同時に行う場合にも上述した考え方は適用可能である。また、例えば、内燃機関１０が、上述した実施形態のＥＧＲ装置５０に加えて、過給機３５の排気タービン３５ｂよりも下流の排気管４２から過給機３５のコンプレッサ３５ａよりも上流の吸気管３２に排気ガスを導入する別のＥＧＲ装置を具備する場合には、この別のＥＧＲ装置によって吸気管３２に導入される排気ガスの量の制御と、上述した実施形態のＥＧＲ装置５０によって吸気枝管３１に導入される排気ガスの量の制御とを同時に行う場合にも上述した考え方は適用可能である。
【０１５１】
なお、上述した実施形態において、ベーンおよびＥＧＲ制御弁は、内燃機関において制御されるべき制御対象である。そして、上述した実施形態の考え方は、ベーンおよびＥＧＲ制御弁以外の制御対象（すなわち、内燃機関の構成要素）を制御する場合にも適用可能である。したがって、上述した実施形態は、広くは、ベーンおよびＥＧＲ制御弁等の制御対象を制御するものであると言える。
【０１５２】
また、上述した実施形態において、過給圧およびＥＧＲ率は、内燃機関において制御されるべき制御量である。そして、上述した実施形態の考え方は、過給圧およびＥＧＲ率以外の制御量を制御する場合にも適用可能である。したがって、上述した実施形態は、広くは、過給圧およびＥＧＲ率等の制御量を制御するものであると言える。
【０１５３】
また、上述した実施形態において、電子制御装置は、図３（Ａ）および図３（Ｂ）のマップから目標過給圧および目標ＥＧＲ率を過給圧の初期目標値およびＥＧＲ率の初期目標値として決定する。したがって、電子制御装置は、初期目標値決定手段として機能すると言える。
【０１５４】
また、上述した実施形態において、電子制御装置は、図３（Ａ）および図３（Ｂ）のマップから決定される目標過給圧および目標ＥＧＲ率を修正し、これら修正した目標過給圧および目標ＥＧＲ率を過給圧およびＥＧＲ率の修正目標値として出力する。したがって、電子制御装置は、修正目標値出力手段として機能すると言える。
【０１５５】
また、上述した実施形態において、電子制御装置は、目標過給圧に対する実際の過給圧の偏差（すなわち、過給圧偏差）に応じてベーンアクチュエータにベーンを動作させるためのベーン制御信号を生成すると共に、目標ＥＧＲ率に対する実際のＥＧＲ率の偏差（すなわち、ＥＧＲ率偏差）に応じてＥＧＲ制御弁アクチュエータにＥＧＲ制御弁を動作させるためのＥＧＲ制御弁制御信号を生成する。そして、ベーンアクチュエータおよびＥＧＲ制御弁アクチュエータは、これらベーン制御信号およびＥＧＲ制御弁制御信号に従ってベーンおよびＥＧＲ制御弁の動作を制御する。すなわち、ベーンアクチュエータおよびＥＧＲ制御弁アクチュエータは、ベーン制御信号およびＥＧＲ制御弁制御信号に従ってベーンおよびＥＧＲ制御弁に操作量を与える。したがって、電子制御装置は、目標過給圧および目標ＥＧＲ率に応じてベーンおよびＥＧＲ制御弁に入力すべき操作量を決定する操作量決定手段として機能すると言える。
【０１５６】
もちろん、上述した実施形態において、電子制御装置は、目標過給圧に対する実際の過給圧の偏差（すなわち、過給圧偏差）に応じてベーンアクチュエータにベーンを動作させるためのベーン制御信号を生成すると共に、目標ＥＧＲ率に対する実際のＥＧＲ率の偏差（すなわち、ＥＧＲ率偏差）に応じてＥＧＲ制御弁アクチュエータにＥＧＲ制御弁を動作させるためのＥＧＲ制御弁制御信号を生成するのであるから、電子制御装置は、制御信号生成手段として機能すると言える。
【０１５７】
また、上述した実施形態において、電子制御装置は、目標過給圧が過給圧の制御用の制御目標値として入力されて該入力された目標過給圧に応じてベーンに入力すべきベーン操作量を決定すると共に目標ＥＧＲ率がＥＧＲ率の制御用の制御目標値として入力されて該入力された目標ＥＧＲ率に応じてＥＧＲ制御弁に入力すべきＥＧＲ制御弁操作量を決定する制御プロセスを実行する。したがって、電子制御装置は、上記制御プロセスを実行する制御プロセス実行手段として機能すると言える。
【０１５８】
また、上述した実施形態において、電子制御装置は、図３（Ａ）のマップから決定される目標過給圧を実際の過給圧制御における目標過給圧として決定されるベーン操作量がベーンに入力されると共に図３（Ｂ）のマップから決定される目標ＥＧＲ率を実際のＥＧＲ率制御における目標ＥＧＲ率として決定されるＥＧＲ制御弁操作量がＥＧＲ制御弁に入力されたときに上記制約条件が満たされるか否かを判断する。また、上述した実施形態において、電子制御装置は、修正した目標過給圧を実際の過給圧制御における目標過給圧として決定されるベーン操作量がベーンに入力されると共に修正した目標ＥＧＲ率を実際のＥＧＲ率制御における目標ＥＧＲ率として決定されるＥＧＲ制御弁操作量がＥＧＲ制御弁に入力されたときに上記制約条件が満たされるか否かを判断する。したがって、電子制御装置は、上記制約条件が満たされるか否かを判断する判断手段として機能すると言える。
【０１５９】
また、上述した実施形態において、電子制御装置は、図３（Ａ）および図３（Ｂ）のマップから初期目標値として決定された目標過給圧および目標ＥＧＲ率に基づいて決定されるベーン操作量（または、ベーン制御信号）およびＥＧＲ制御弁操作量（または、ＥＧＲ制御弁制御信号）に従って過給圧およびＥＧＲ率が制御されたときに上記制約条件が満たされると判断されたときにこれら目標過給圧および目標ＥＧＲ率を実際の過給圧制御およびＥＧＲ率制御における目標値として上記制御プロセスに入力する。したがって、電子制御装置は、初期目標値入力手段として機能すると言える。
【０１６０】
また、上述した実施形態において、電子制御装置は、修正された目標過給圧および目標ＥＧＲ率に基づいて上記制約条件が満たされると判断されたときにこれら修正された目標過給圧および目標ＥＧＲ率を実際の過給圧制御およびＥＧＲ率制御における目標値として上記制御プロセスに入力する。したがって、電子制御装置は、修正目標値入力手段として機能すると言える。
【０１６１】
また、上述した実施形態において、ベーンアクチュエータおよびＥＧＲ制御弁アクチュエータは、それぞれ、ベーンおよびＥＧＲ制御弁の動作を制御する。したがって、これらベーンアクチュエータおよびＥＧＲ制御弁は、それぞれ、ベーンおよびＥＧＲ制御弁の動作を制御する動作制御手段である。そして、上述した実施形態の考え方は、ベーンアクチュエータおよびＥＧＲ制御弁以外のアクチュエータによって制御対象の動作を制御する場合にも適用可能である。したがって、上述した実施形態は、広くは、ベーンアクチュエータおよびＥＧＲ制御弁アクチュエータ等の動作制御手段によって制御対象の動作を制御するものであると言える。
【０１６２】
また、上述した実施形態では、過給圧に関する制約条件、ＥＧＲ率に関する制約条件、ベーンの動作状態に関する制約条件、ＥＧＲ制御弁の動作状態に関する制約条件、ベーン操作量に関する制約条件、ＥＧＲ制御弁操作量に関する制約条件、ベーンアクチュエータの動作状態に関する制約条件、および、ＥＧＲ制御弁アクチュエータの動作状態に関する制約条件の全てが満たされるように、目標過給圧および目標ＥＧＲ率が修正される。そして、上述した実施形態の考え方は、ベーンおよびＥＧＲ制御弁以外の内燃機関の構成要素を制御対象とし、過給圧およびＥＧＲ率以外のパラメータを制御対象の制御量とし、ベーンアクチュエータおよびＥＧＲ制御弁アクチュエータ以外のアクチュエータを動作制御手段とした場合にも適用可能である。したがって、上述した実施形態は、広くは、制御量に関する制約条件、制御対象の動作状態に関する制約条件、制御対象に入力すべき操作量に関する制約条件、および、動作制御手段の動作状態に関する制約条件の全てが満たされるように、制御量の目標値を修正するものであると言える。
【０１６３】
さらに、上述した実施形態では、上記制御条件の全てが満たされるように、目標過給圧および目標ＥＧＲ率が修正される。しかしながら、上述した実施形態において、過給圧に関する制約条件とベーンの動作状態に関する制約条件とベーン操作量に関する制約条件とベーンアクチュエータの動作状態に関する制約条件との少なくとも１つと、ＥＧＲ率に関する制約条件とＥＧＲ制御弁の動作状態に関する制約条件とＥＧＲ制御弁操作量に関する制約条件とＥＧＲ制御弁アクチュエータの動作状態に関する制約条件との少なくとも１つとが満たされるように、目標過給圧および目標ＥＧＲ率が修正されるようにしてもよい。そして、上述した実施形態の考え方は、ベーンおよびＥＧＲ制御弁以外の内燃機関の構成要素を制御対象とし、過給圧およびＥＧＲ率以外のパラメータを制御対象の制御量とし、ベーンアクチュエータおよびＥＧＲ制御弁アクチュエータ以外のアクチュエータを動作制御手段とした場合にも適用可能である。したがって、上述した実施形態は、広くは、内燃機関の第１の制御対象の制御量に関する制約条件と第１の制御対象の動作状態に関する制約条件と第１の制御対象に入力すべき操作量に関する制約条件と第１の制御対象の動作を制御する第１の動作制御手段の動作状態に関する制約条件との少なくとも１つと、内燃機関の第２の制御対象の制御量に関する制約条件と第２の制御対象の動作状態に関する制約条件と第２の制御対象に入力すべき操作量に関する制約条件と第２の制御対象の動作を制御する第２の動作制御手段の動作状態に関する制約条件との少なくとも１つとが満たされるように、第１の制御量の目標値および第２の制御量の目標値を修正するものと言える。
【０１６４】
なお、上述した実施形態において、過給圧に関する制約条件は、過給圧が許容範囲内にあることである。しかしながら、過給圧の制御、ＥＧＲ率の制御、ベーンの動作の制御、ＥＧＲ制御弁の動作の制御、ベーン操作量の決定、ＥＧＲ制御弁操作量の決定、ベーンアクチュエータの動作の制御、ＥＧＲ制御弁アクチュエータの動作の制御（以下これら制御および決定をまとめて「制御対象の制御量に関連する各種制御」という）を考慮したときに、過給圧が許容範囲内にあるという制約条件以外に過給圧に課すべき制約条件がある場合には、その課すべき制約条件が、過給圧が許容範囲内にあるという制約条件に代えて或いはこれに加えて採用されてもよい。
【０１６５】
同様に、上述した実施形態において、ＥＧＲ率に関する制約条件は、ＥＧＲ率が許容範囲内にあることである。しかしながら、制御対象の制御量に関連する各種制御を考慮したときに、ＥＧＲ率が許容範囲内にあるという制約条件以外にＥＧＲ率に課すべき制約条件がある場合には、その課すべき制約条件が、ＥＧＲ率が許容範囲内にあるという制約条件に代えて或いはこれに加えて採用されてもよい。
【０１６６】
同様に、上述した実施形態において、ベーンの動作状態に関する制約条件は、ベーンの動作状態が許容範囲内にあることである。しかしながら、制御対象の制御量に関連する各種制御を考慮したときに、ベーンの動作状態が許容範囲内にあるという制約条件以外にベーンの動作状態に課すべき制約条件がある場合には、その課すべき制約条件が、ベーンの動作状態が許容範囲内にあるという制約条件に代えて或いはこれに加えて採用されてもよい。したがって、広くは、上述した実施形態において、ベーンに関する制約条件が採用されてもよい。
【０１６７】
同様に、上述した実施形態において、ＥＧＲ制御弁の動作状態に関する制約条件は、ＥＧＲ制御弁の動作状態が許容範囲内にあることである。しかしながら、制御対象の制御量に関連する各種制御を考慮したときに、ＥＧＲ制御弁の動作状態が許容範囲内にあるという制約条件以外にＥＧＲ制御弁の動作状態に課すべき制約条件がある場合には、その課すべき制約条件が、ＥＧＲ制御弁の動作状態が許容範囲内にあるという制約条件に代えて或いはこれに加えて採用されてもよい。したがって、広くは、上述した実施形態において、ＥＧＲ制御弁に関する制約条件が採用されてもよい。
【０１６８】
さらに、上述した実施形態では、ベーンの動作状態に関する制約条件およびＥＧＲ制御弁の動作状態に関する制約条件が目標過給圧および目標ＥＧＲ率を修正するときに考慮される。しかしながら、上述した実施形態において、ベーンの動作状態に関する制約条件およびＥＧＲ制御弁の動作状態に関する制約条件以外に考慮されるべきベーンに関する制約およびＥＧＲ制御弁に関する制約条件があるのであれば、これら制約条件が目標過給圧および目標ＥＧＲ率を修正するときに考慮されてもよい。そして、上述した実施形態の考え方は、ベーンおよびＥＧＲ制御弁以外の内燃機関の構成要素を制御対象とする場合にも適用可能である。したがって、上述した実施形態は、広くは、内燃機関の第１の制御対象に関する制約条件および内燃機関の第２の制御対象に関する制約条件が満たされるように、第１の制御対象の制御量の目標値および第２の制御対象の制御量の目標値を修正するものであると言える。
【０１６９】
同様に、上述した実施形態において、ベーンアクチュエータの動作状態に関する制約条件は、ベーンアクチュエータの動作状態が許容範囲内にあることである。しかしながら、制御対象の制御量に関連する各種制御を考慮したときに、ベーンアクチュエータの動作状態が許容範囲内にあるという制約条件以外にベーンアクチュエータの動作状態に課すべき制約条件がある場合には、その課すべき制約条件が、ベーンアクチュエータの動作状態が許容範囲内にあるという制約条件に代えて或いはこれに加えて採用されてもよい。したがって、広くは、上述した実施形態において、ベーンアクチュエータに関する制約条件が採用されてもよい。
【０１７０】
同様に、上述した実施形態において、ＥＧＲ制御弁アクチュエータの動作状態に関する制約条件は、ＥＧＲ制御弁アクチュエータの動作状態が許容範囲内にあることである。しかしながら、制御対象の制御量に関連する各種制御を考慮したときに、ＥＧＲ制御弁アクチュエータの動作状態が許容範囲内にあるという制約条件以外にＥＧＲ制御弁アクチュエータの動作状態に課すべき制約条件がある場合には、その課すべき制約条件が、ＥＧＲ制御弁アクチュエータの動作状態が許容範囲内にあるという制約条件に代えて或いはこれに加えて採用されてもよい。したがって、広くは、上述した実施形態において、ＥＧＲ制御弁アクチュエータに関する制約条件が採用されてもよい。
【０１７１】
さらに、上述した実施形態では、ベーンアクチュエータの動作状態に関する制約条件およびＥＧＲ制御弁アクチュエータの動作状態に関する制約条件が目標過給圧および目標ＥＧＲ率を修正するときに考慮される。しかしながら、上述した実施形態において、ベーンアクチュエータの動作状態に関する制約およびＥＧＲ制御弁アクチュエータの動作状態に関する制約以外に考慮されるべきベーンアクチュエータに関する制約条件およびＥＧＲ制御弁アクチュエータに関する制約条件があるのであれば、これら制約条件が目標過給圧および目標ＥＧＲ率を修正するときに考慮されてもよい。そして、上述した実施形態の考え方は、ベーンアクチュエータおよびＥＧＲ制御弁アクチュエータ以外のアクチュエータを動作制御手段とする場合にも適用可能である。したがって、上述した実施形態は、広くは、内燃機関の第１の制御対象の動作を制御する第１の動作制御手段に関する制約条件および内燃機関の第２の制御対象の動作を制御する第２の動作制御手段に関する制約条件が満たされるように、第１の制御対象の制御量の目標値および第２の制御対象の制御量の目標値を修正するものであると言える。
【０１７２】
同様に、上述した実施形態において、ベーン操作量に関する制約条件は、ベーン操作量が許容範囲内にあることである。しかしながら、制御対象の制御量に関連する各種制御を考慮したときに、ベーン操作量が許容範囲内にあるという制約条件以外にベーン操作量に課すべき制約条件がある場合には、その課すべき制約条件が、ベーン操作量が許容範囲内にあるという制約条件に代えて或いはこれに加えて採用されてもよい。
【０１７３】
同様に、上述した実施形態において、ＥＧＲ制御弁操作量に関する制約条件は、ＥＧＲ制御弁操作量が許容範囲内にあることである。しかしながら、制御対象の制御量に関連する各種制御を考慮したときに、ＥＧＲ制御弁操作量が許容範囲内にあるという制約条件以外にＥＧＲ制御弁操作量に課すべき制約条件がある場合には、その課すべき制約条件が、ＥＧＲ制御弁操作量が許容範囲内にあるという制約条件に代えて或いはこれに加えて採用されてもよい。
【０１７４】
また、上述した実施形態において、制約条件は、過給圧、ＥＧＲ率、ベーン、ＥＧＲ制御弁、ベーン操作量、ＥＧＲ制御弁操作量、ベーンアクチュエータ、および、ＥＧＲ制御弁アクチュエータに関する制約条件である。しかしながら、これら制約条件以外に課すべき制約条件がある場合には、その課すべき制約条件が上記制約条件に代えて或いはこれに加えて採用されてもよい。したがって、広くは、上述した実施形態において、内燃機関に関する制約条件が採用されてもよい。
【０１７５】
また、上述した実施形態の制御装置において、実際の過給圧およびＥＧＲ率の制御に使用される修正後の目標過給圧および目標ＥＧＲ率は、少なくとも、目標過給圧および目標ＥＧＲ率に基づいて実際に過給圧およびＥＧＲ率が制御されたときに上記制約条件全てが満たされるものであればよい。しかしながら、図３（Ａ）および図３（Ｂ）のマップから決定された目標過給圧および目標ＥＧＲ率は機関運転状態にとって最適な値であるので、実際の過給圧およびＥＧＲ率の制御に使用される修正後の目標過給圧および目標ＥＧＲ率が図３（Ａ）および図３（Ｂ）のマップから決定された目標過給圧および目標ＥＧＲ率から大きく異なっている状態は、出力トルクの大幅な変動（すなわち、トルクショック）やドライバビリティの悪化を招く可能性があり、機関運転状態にとって好ましくない。したがって、上述した実施形態の制御装置において、上記制約条件全てが満たされる複数の修正後の目標過給圧および目標ＥＧＲ率がある場合には、これら目標過給圧および目標ＥＧＲ率のうち、図３（Ａ）および図３（Ｂ）のマップから決定された目標過給圧および目標ＥＧＲ率に最も近い目標過給圧および目標ＥＧＲ率が採用されることが好ましい。
【０１７６】
また、上述した実施形態において、ベーンは、燃焼室に吸入される空気の圧力を高める度合を制御する圧力制御弁であるとも言える。また、上述した実施形態において、ＥＧＲ制御弁は、内燃機関の吸気通路に導入される排気ガスの量を制御する排気ガス量制御弁であるとも言える。
【０１７７】
ところで、上述したように、第１実施形態の予測演算では、例えば、図３（Ａ）のマップから機関回転数Ｎと機関負荷Ｌとに基づいて目標過給圧ＴＰｃｏｍが決定される共に、図３（Ｂ）のマップから機関回転数Ｎと機関負荷Ｌとに基づいて目標ＥＧＲ率ＴＲｅｇｒが決定され、これら目標過給圧および目標ＥＧＲ率ＴＲｅｇｒに基づいてベーン３５ｄおよびＥＧＲ制御弁５２動作せしめられたときの実際の過給圧、ベーン３５ｄの動作状態、ベーンアクチュエータ３５ｅの動作状態、ベーン操作量、実際のＥＧＲ率、ＥＧＲ制御弁５２の動作状態、ＥＧＲ制御弁アクチュエータの動作状態、および、ＥＧＲ制御弁操作量が予測される。すなわち、広く表現すれば、第１実施形態の予測演算では、制御対象に関連する状態（以下、制御対象に関連する状態を「制御対象状態」という）が予測される。そして、現時点から所定時間（以下この時間を「予測長」という）だけ将来までの制御対象状態が将来制御対象状態として予測される。そして、予測された将来制御対象状態が最適な状態となる制御対象の制御量の目標値が判明するまで、制御対象の制御量の目標値を修正しつつ予測演算が行われる。そして、予測された将来制御対象状態が最適な状態となる制御量の目標値が実際の制御量の目標値として設定され、この設定された目標値に従って制御対象が制御される。
【０１７８】
ところで、予測演算において演算される将来制御対象状態は、可能な限り遠い将来制御対象状態であることが好ましい。このことのみを考慮すれば、予測演算における予測長は、可能な限り長いことが好ましいことになる。しかしながら、予測長が長いほど、将来制御対象状態を演算するのにかかる時間も長くなる。そして、将来制御対象状態を演算するのにかかる時間が長いほど、将来制御対象状態を最適な状態とすることができる制御量の目標値を見つけ出すまでにかかる時間も長くなる。そして、この時間が長ければ、制御量の目標値が設定されるタイミングが遅くなり、その結果、実際の制御対象の制御が遅れることなる。そして、この場合、将来制御対象状態を最適な状態にするはずの制御量の目標値が見つけ出され、この目標値に従って制御対象が制御されたとしても、実際には、将来制御対象状態が最適な状態にならない可能性が高くなる。つまり、予測演算における予測長には、実際に将来制御対象状態を最適な状態とする制御量の目標値を設定するために最適な予測長がある。第１実施形態では、この最適な予測長が予測演算における有限な予測長（以下この予測長を「設定予測長」という）として設定される。
【０１７９】
このように、将来制御対象状態の予測演算において有限な予測長（すなわち、有限な所定時間）だけ将来制御対象状態を予測することによって、以下の効果が得られる。すなわち、予測演算において有限な予測長だけ将来制御対象状態を予測するのであるから、予測すべき将来制御対象状態が有限時間内に限定されることになる。したがって、予測演算を行っているときの電子制御装置の演算負荷が比較的低く抑えられる。このため、将来制御対象状態を迅速に且つ正確に予測することができる。すなわち、予測演算によって得られる将来制御対象状態が有限な予測長だけ将来制御対象状態であったとしても、実際に将来制御対象状態を最適な状態とする制御量の目標値を設定することができるものである。すなわち、将来制御対象状態の予測演算において有限な予測長だけ将来制御対象状態を予測することによって、実際に将来制御対象状態を最適な状態とする制御量の目標値を設定することができる将来制御対象状態を迅速に且つ正確に予測することができるという効果が得られる。
【０１８０】
ところで、第１実施形態では、制御対象に関する状態（すなわち、過給圧、ベーン３５ｄの動作状態、ベーンアクチュエータ３５ｅの動作状態、ベーン操作量、実際のＥＧＲ率、ＥＧＲ制御弁５２の動作状態、ＥＧＲ制御弁アクチュエータの動作状態、および、ＥＧＲ制御弁操作量）を表現した１つのモデル（または、複数のモデルからなる１つのモデル群）を用いて予測演算が行われる。
【０１８１】
ところで、予測演算に起因する電子制御装置の演算負荷（以下、電子制御装置の演算負荷を「装置演算負荷」という）は、予測演算における予測長が長いほど高くなる。したがって、予測長によっては、装置演算負荷が非常に高くなることがある。そして、装置演算負荷が或る一定の値を超えてしまうと、例えば、電子制御装置による演算結果の精度（例えば、予測演算の演算結果の精度）や電子制御装置による制御精度（例えば、制御対象に対する制御精度）が許容可能な精度よりも低くなってしまうことがある。
【０１８２】
そこで、第１実施形態において、予測演算中に、以下の予測演算継続・終了制御を行うようにしてもよい。この実施形態（以下「第２実施形態」という）では、装置演算負荷を検出する装置演算負荷モニタが設けられる。一方、電子制御装置による演算結果の精度や電子制御装置による制御精度を許容可能な精度よりも低くすることのない装置演算負荷が許容演算負荷値として予め設定される。そして、本実施形態では、予測演算中に、以下の予測演算継続・終了制御が行われる。すなわち、装置演算負荷モニタによって検出される装置演算負荷（以下この装置演算負荷を「装置演算負荷検出値」という）が許容演算負荷値を超えたときには、設定予測長が所定時間だけ短くされつつ予測演算が継続される。一方、予測演算中、装置演算負荷検出値が許容演算負荷値以下である間は、設定予測長がそのままの値に維持されつつ予測演算が継続される。
【０１８３】
これによれば、以下の効果が得られる。すなわち、設定予測長は、将来制御対象状態の予測範囲を規定するものである。そして、本実施形態では、予測演算中に装置演算負荷が許容演算負荷値を超えてしまったときに設定予測長が短くされる。すなわち、将来制御対象状態の予測範囲が狭められる。このため、装置演算負荷が低くなるので、装置演算負荷が許容演算負荷値を大きく超えてしまうことが抑制される。したがって、本実施形態によれば、電子制御装置による予測演算の精度が高く維持されるだけでなく、電子制御装置による予測演算以外の演算の精度や電子制御装置による制御の精度も高く維持される。
【０１８４】
ところで、第２実施形態において、予測演算中、装置演算負荷検出値が許容演算負荷値を超えたときに、設定予測長を所定時間だけ短くする代わりに、設定予測長を装置演算負荷検出値に応じて短くするようにしてもよい。すなわち、この実施形態（以下「第３実施形態」という）の予測演算継続・終了制御では、予測演算中、装置演算負荷検出値が許容演算負荷値を超えたときには、装置演算負荷検出値が大きいほど長い時間だけ設定予測長が短くされつつ予測演算が継続される。一方、予測演算中、装置演算負荷検出値が許容演算負荷値以下である間は、設定予測長がそのままの値に維持されつつ予測演算が継続される。
【０１８５】
これによれば、第２実施形態と同様に、予測演算中に装置演算負荷が許容演算負荷値を超えてしまったときに将来制御対象状態の予測範囲が狭められる。このため、第２実施形態と同様に、装置演算負荷が許容演算負荷値を大きく超えてしまうことが抑制される。ここで、第３実施形態では、装置演算負荷が大きいほど長い時間だけ設定予測長が短くされる。すなわち、装置演算負荷が大きいほど装置演算負荷が低くされる。このため、装置演算負荷が許容演算負荷値を大きく超えてしまうことがさらに確実に抑制される。したがって、第３実施形態によれば、電子制御装置による予測演算の精度がさらに高く維持されるだけでなく、電子制御装置による予測演算以外の演算の精度や電子制御装置による制御精度もさらに確実に高く維持される。
【０１８６】
なお、上述したように、第２実施形態の予測演算継続・終了制御では、予測演算中、装置演算負荷検出値が許容演算負荷値を超えたときには、装置演算負荷検出値が大きいほど長い時間だけ設定予測長が短くされる。ここで、短くされた設定予測長は、この短くされた設定予測長だけ将来制御対象状態を予測した場合に装置演算負荷が許容演算負荷値を超えない予測長であることが好ましい。
【０１８７】
ところで、第２実施形態および第３実施形態において、予測演算中に装置演算負荷検出値が許容演算負荷値を超えたときに、設定予測長を短くする代わりに、予測演算を終了するようにしてもよい。すなわち、この実施形態（以下「第４実施形態」という）の予測演算継続・終了制御では、予測演算中に装置演算負荷が許容演算負荷値を超えたときには、予測演算が終了される。一方、予測演算中、装置演算負荷検出値が許容演算負荷値以下である間は、所定予測長がそのままの値に維持されつつ予測演算が継続される。
【０１８８】
これによれば、以下の効果が得られる。すなわち、本実施形態では、予測演算中に装置演算負荷が許容演算負荷値を超えてしまったときに予測演算が終了される。このため、装置演算負荷が小さくなる。したがって、電子制御装置による予測演算以外の演算の精度や電子制御装置による制御の精度が低くなることが抑制される。
【０１８９】
ところで、予測演算において、設定予測長だけ将来制御対象状態は、以下のように演算される。すなわち、始めに、或る制御量の目標値に従って制御対象を制御したときの一定時間（この一定時間は、設定予測長よりも短い時間である）だけ将来制御対象状態が現時点の制御対象状態を基に演算される。そして、次に、この演算された将来制御対象状態を基に、さらに一定時間だけ将来制御対象状態が演算される。すなわち、直前に演算された将来制御対象状態に基づいたさらに一定時間だけ将来制御対象状態の演算が行われる。そして、以降、設定予測量だけ将来制御対象状態が演算されるまで、演算（すなわち、直前に演算された将来制御対象状態に基づいたさらに一定時間だけ将来制御対象状態の演算）が繰り返される。斯くして、設定予測長だけ将来制御対象状態が演算される。
【０１９０】
ところで、予測演算における設定予測長は、実際に将来制御対象状態を最適な状態とする制御量の目標値を設定するために最適な予測長である。したがって、予測演算中に装置演算負荷検出値が許容演算負荷値を超えたときに予測演算を終了した場合に得られる将来制御対象状態は、設定予測長よりも短い時間（以下この時間を「経過予測長」という）だけ将来制御対象状態である。したがって、経過予測長が短いうちに予測演算が終了されてしまうと、近い将来制御対象状態しか予測演算よって得られない。このため、最適な制御量の目標値を設定することができない。したがって、経過予測長が短いうちに予測演算が終了されてしまうことは好ましくない。
【０１９１】
そこで、第４実施形態において、予測演算を終了するか否かを判断するときに、装置演算負荷に加えて、経過予測長を用いるようにしてもよい。すなわち、この実施形態（以下「第５実施形態」という）では、予測演算を終了した場合に許容可能な将来制御対象状態が得られる経過予測長が許容予測長として予め設定される。そして、本実施形態の予測演算継続・終了制御では、予測演算中に装置演算負荷検出値が許容演算負荷値を超えたときであっても経過予測長が許容予測長よりも短いときには、設定予測長が所定時間だけ（或いは、装置演算負荷検出値が大きいほど長い時間だけ）短くされつつ予測演算が継続される。一方、予測演算中に装置演算負荷検出値が許容演算負荷値を超えたときに経過予測長が許容予測長以上であるときには、予測演算が終了される。
【０１９２】
これによれば、以下の効果が得られる。すなわち、予測演算における将来制御対象状態の予測範囲が狭すぎるときに予測演算を終了した場合、制御対象の制御量の目標値を設定するために利用される目標値設定パラメータ（以下このパラメータを「目標値設定パラメータ」という）として十分な将来制御対象状態が得られない場合がある。したがって、予測演算における将来制御対象状態の予測範囲が狭すぎるときには、装置演算負荷が許容演算負荷値よりも大きくても予測演算が継続されるべき場合がある。本実施形態では、経過予測長が許容予測長よりも短く、予測演算における将来制御対象状態の予測範囲が狭すぎる場合には、装置演算負荷が許容演算負荷値を超えていたとしても予測演算が継続される。したがって、この場合、目標値設定パラメータとして十分な将来制御対象状態が得られる。
【０１９３】
さらに、本実施形態では、装置演算負荷が許容演算負荷値を超えているにも係わらず予測演算が継続される場合、設定予測長が短くされつつ予測演算が継続される。このため、装置演算負荷が低くなる。したがって、本実施形態によれば、予測演算が継続されたとしても、装置演算負荷が許容演算負荷値を大きく超えてしまうことが抑制される。
【０１９４】
また、本実施形態では、予測演算中に装置演算負荷が許容演算負荷を超えたときに経過予測長が許容予測長以上であり、その時点で予測演算が終了されたとしても目標値設定パラメータとして十分な将来制御対象状態が得られるときには、予測演算が終了され、装置演算負荷が小さくなる。したがって、本実施形態によれば、電子制御装置による予測演算以外の演算の精度や電子制御装置による制御の精度が低くなることが抑制される。
【０１９５】
なお、本実施形態の予測演算継続・終了制御では、予測演算中、装置演算負荷検出値が許容演算負荷値以下である間は、経過予測長とは無関係に、設定予測長がそのままの値に維持されつつ予測演算が継続される。
【０１９６】
ところで、装置演算負荷が許容演算負荷値以下であるときには、装置演算負荷が許容演算負荷値以下に維持される範囲で設定予測長を長くし、その結果、装置演算負荷が増大したとしても、装置演算負荷の増大に起因して電子制御装置による演算結果の精度や電子制御装置による制御精度の低下は生じない。したがって、装置演算負荷が許容演算負荷値以下であるとき、最適な制御量の目標値を得る上で設定予測長を長くしたほうが好ましいのであれば、設定予測長を長くすることが好ましい。
【０１９７】
そこで、第２実施形態〜第５実施形態において、予測演算中、装置演算負荷検出値が許容演算負荷値以下であるときに、最適な制御量の目標値を得る上で設定予測長を長くしたほうが好ましいことを条件に、装置演算負荷が許容演算負荷値以下に維持される範囲で設定予測長を所定時間だけ長くするようにしてもよい。
【０１９８】
これによれば、より好適な将来制御対象状態が得られる。
【０１９９】
ところで、第２実施形態〜第４実施形態において、設定予測長を短くしつつ予測演算を継続するか否か或いは予測演算を終了するか否かを判断するために、装置演算負荷検出値（すなわち、現在の装置演算負荷）に代えて、将来の装置演算負荷を用いるようにしてもよい。この実施形態（以下「第６実施形態」という）の予測演算継続・終了制御では、予測演算中、装置演算負荷検出値に基づいて将来の装置演算負荷が予測される。そして、この予測された将来の装置演算負荷が許容演算負荷値を超えるときには、設定予測長が所定時間だけ（或いは、予測された将来の装置演算負荷が大きいほど長い時間だけ）短くされつつ予測演算が継続され、或いは、予測演算が終了される。一方、上記予測された将来の装置演算負荷が許容演算負荷値以下である間は、設定予測長がそのままの値に維持されつつ予測演算が継続される。
【０２００】
これによれば、以下の効果が得られる。すなわち、将来の装置演算負荷が許容演算負荷値を超えてしまうと予測されたときに、設定予測長が短くされつつ予測演算が継続され或いは予測演算が終了される。このため、設定予測長が短くされつつ予測演算が継続された場合、現在の装置演算負荷が小さくなることから、電子制御装置による予測演算の精度が高く維持されるだけでなく、電子制御装置による予測演算以外の演算の精度や電子制御装置による制御の精度も高く維持される。また、予測演算が終了された場合、現在の装置演算負荷が大幅に小さくなることから、電子制御装置による予測演算以外の演算の精度や電子制御装置による制御の精度が高く維持される。一方、本実施形態では、将来の装置演算負荷が許容演算負荷値以下であると予測されるときには、設定予測長がそのままの値に維持されつつ予測演算が継続される。したがって、この場合、予測演算の終了時に目標値設定パラメータとして所期の将来制御対象状態が得られる。
【０２０１】
また、第５実施形態において、設定予測長を短くしつつ予測演算を継続するか否か或いは予測演算を終了するか否かを判断するために、装置演算負荷検出値に代えて、将来の装置演算負荷を用いるようにしてもよい。この実施形態（以下「第７実施形態」という）の予測演算継続・終了制御では、予測演算中、装置演算負荷検出値に基づいて将来の装置演算負荷が予測される。そして、この予測された将来の装置演算負荷が許容演算負荷値を超えるときに経過予測長が許容予測長以上であるときには、予測演算が終了される。一方、上記予測された将来の装置演算負荷が許容演算負荷値を超えるときであっても経過予測長が許容予測長よりも短いときには、設定予測長が所定時間だけ（或いは、上記予測された将来の演算装置負荷が大きいほど長い時間だけ）短くされつつ予測演算が継続される。
【０２０２】
これによれば、第５実施形態および第６実施形態から得られる効果と同様の効果が得られる。
【０２０３】
なお、本実施形態の予測演算継続・終了制御では、予測演算中、上記予測された将来の装置演算負荷が許容演算負荷値以下である間は、経過予測長とは無関係に、設定予定量がそのままの値に維持されつつ予測演算が継続される。
【０２０４】
ところで、機関負荷（すなわち、内燃機関の負荷）が高いときには、例えば、単位時間当たりの燃焼回数が多いことから、目標燃料噴射量等を決定する演算回数も多く、装置演算負荷が高い。すなわち、機関負荷が高いときには、装置演算負荷が高くなる傾向にある。すなわち、機関負荷が高いことをもって装置演算負荷が高いと推定することができる。
【０２０５】
そこで、第２実施形態〜第４実施形態および第６実施形態において、設定予測長を短くしつつ予測演算を継続するか否か或いは予測演算を終了するか否かを判断するために、装置演算負荷検出値または将来の装置演算負荷に代えて、現在の機関負荷を用いるようにしてもよい。この実施形態（以下「第８実施形態」）では、装置演算負荷が許容演算負荷値となる機関負荷が許容機関負荷値として予め設定される。そして、本実施形態の予測演算継続・終了制御では、予測演算中、現在の機関負荷が許容機関負荷値を超えたとき（すなわち、現在の装置演算負荷が許容演算負荷値を超えたと推定されるとき）には、設定予測長が所定時間だけ（或いは、現在の機関負荷が高いほど長い時間だけ）短くされつつ予測演算が継続され、或いは、予測演算が終了される。一方、予測演算中、現在の機関負荷が許容機関負荷値以下である間は、設定予測長がそのままの値に維持されつつ予測演算が継続される。
【０２０６】
これによれば、装置演算負荷検出値を用いずに、現在の機関負荷を用いて予測演算継続・終了制御を行うことができることから、装置演算負荷を検出するための演算負荷モニタを利用する必要がなくなる。また、本実施形態において現在の機関負荷は現在の装置演算負荷を代表するパラメータであることから、本実施形態によれば、第２実施形態〜第４実施形態から得られる効果と同様の効果も得られる。
【０２０７】
また、第５実施形態および第７実施形態において、設定予測長を短くしつつ予測演算を継続するか否か或いは予測演算を終了するか否かを判断するために、装置演算負荷検出値または将来の装置演算負荷に代えて、現在の機関負荷を用いるようにしてもよい。この実施形態（以下「第９実施形態」という）の予測演算継続・終了制御では、予測演算中、現在の機関負荷が許容機関負荷値を超えたとき（すなわち、現在の装置演算負荷が許容演算負荷値を超えたと推定されるとき）に経過予測長が許容予測長以上であるときには、予測演算が終了される。一方、予測演算中に現在の機関負荷が許容機関負荷値を超えたときであっても経過予測長が許容予測長よりも短いときには、設定予測長が所定時間だけ（現在の機関負荷が高いほど長い時間だけ）短くされつつ予測演算が継続される。
【０２０８】
これによれば、装置演算負荷検出値を用いずに、現在の機関負荷を用いて予測演算継続・終了制御を行うことができることから、装置演算負荷を検出するための演算負荷モニタを利用する必要がなくなる。また、本実施形態において現在の機関負荷は現在の装置演算負荷を代表するパラメータであることから、本実施形態によれば、第５実施形態から得られる効果と同様の効果も得られる。
【０２０９】
なお、本実施形態の予測演算継続・終了制御では、予測演算中、現在の機関負荷が許容機関負荷値以下である間は、経過予測長とは無関係に、設定予測長がそのままの値に維持されつつ予測演算が継続される。
【０２１０】
ところで、第８実施形態において、設定予測長を短くしつつ予測演算を継続するか否か或いは予測演算を終了するか否かを判断するために、現在の機関負荷に代えて、将来の機関負荷を用いるようにしてもよい。この実施形態（以下「第１０実施形態」という）では、予測演算中、将来の機関負荷が予測される。そして、本実施形態の予測演算継続・終了制御では、上記予測された将来の機関負荷が許容機関負荷を超えるとき（すなわち、将来の装置演算負荷が許容演算負荷値を超えると推定されるとき）には、設定予測長が所定時間だけ（或いは、上記予測された将来の機関負荷が高いほど長い時間だけ）短くされつつ予測演算が継続され、或いは、予測演算が終了される。一方、予測演算中、上記予測された将来の機関負荷が許容機関負荷以下である間は、設定予測長がそのままの値に維持されつつ予測演算が継続される。
【０２１１】
これによれば、装置演算負荷検出値を用いずに、将来の機関負荷を用いて予測演算継続・終了制御を行うことができることから、装置演算負荷を検出するための演算負荷モニタを利用する必要がなくなる。また、本実施形態において将来の機関負荷は将来の装置演算負荷を代表するパラメータであることから、本実施形態によれば、第６実施形態から得られる効果と同様の効果も得られる。
【０２１２】
なお、将来の機関負荷は、現在の機関負荷に基づいて予測されてもよいし、その他の内燃機関に関するパラメータに基づいて予測されてもよい。
【０２１３】
ところで、第９実施形態において、設定予測長を短くしつつ予測演算を継続するか否か或いは予測演算を終了するか否かを判断するために、現在の機関負荷に代えて、将来の機関負荷を用いるようにしてもよい。この実施形態（以下「第１１実施形態」という）では、予測演算中、将来の機関負荷が予測される。そして、本実施形態の予測演算継続・終了制御では、上記予測された将来の機関負荷が許容機関負荷値を超えるとき（すなわち、将来の装置演算負荷が許容演算負荷値を超えると推定されるとき）に経過予測長が許容予測長以上であるときには、予測演算が終了される。一方、予測演算中に将来の機関負荷が許容機関負荷値を超えるときであっても経過予測長が許容予測長よりも短いときには、設定予測長が所定時間だけ（或いは、上記予測された将来の機関負荷が高いほど長い時間だけ）短くされつつ予測演算が継続される。
【０２１４】
これによれば、第５実施形態および第１０実施形態から得られる効果と同様の効果が得られる。
【０２１５】
なお、本実施形態の予測演算継続・終了制御では、予測演算中、将来の機関負荷が許容機関負荷以下である間は、経過予測長とは無関係に、設定予測長がそのままの値に維持されつつ予測演算が継続される。
【０２１６】
したがって、第２実施形態〜第４実施形態、第６実施形態、第８実施形態、および、第１０実施形態を考慮すれば、本発明は、広くは、予測演算中に現在の装置演算負荷が許容演算負荷値を超えたとき（或いは、現在の装置演算負荷が許容演算負荷値を超えたと推定されるとき、或いは、将来の装置演算負荷が許容演算負荷値を超えると予測されるとき）に、設定予測長を短くしつつ予測演算を継続し、或いは、予測演算を終了し、予測演算中に現在の装置演算負荷が許容演算負荷値以下である間（或いは、現在の装置演算負荷が許容演算負荷値以下である間、或いは、将来の装置演算負荷が許容演算負荷値以下である間）は、設定予測長をそのままの値に維持しつつ予測演算を継続するものであると言える。
【０２１７】
同様に、第５実施形態、第７実施形態、第９実施形態、および、第１１実施形態を考慮すれば、本発明は、広くは、予測演算中に現在の装置演算負荷が許容演算負荷値を超えたとき（或いは、現在の装置演算負荷が許容演算負荷値を超えたと推定されるとき、或いは、将来の装置演算負荷が許容演算負荷値を超えると予測されるとき）に経過予測長が許容予測長以上であるときに、予測演算を終了し、予測演算中に現在の装置演算負荷が許容演算負荷値を超えたとき（或いは、現在の装置演算負荷が許容演算負荷値を超えたと推定されるとき、或いは、将来の装置演算負荷が許容演算負荷値を超えると予測されるとき）であっても経過予測長が許容予測長よりも短いときには、設定予測長を短くしつつ予測演算を継続し、予測演算中に現在の装置演算負荷が許容演算負荷値以下である間（或いは、現在の装置演算負荷が許容演算負荷値以下である間、或いは、将来の装置演算負荷が許容演算負荷値以下である間）は、設定予測長をそのままの値に維持しつつ予測演算を継続するものであると言える。
【０２１８】
なお、本明細書において、単に「装置演算負荷」という用語が用いられた場合、この「装置演算負荷」には、現在の装置演算負荷、将来の装置演算負荷、現在の装置演算負荷の推定値、および、将来の装置演算負荷の推定値が含まれる。
【０２１９】
ところで、第２実施形態の予測演算において、１つのモデルに代えて、制御対象状態毎に異なるモデルを用いるようにしてもよい。この実施形態（以下「第１２実施形態」という）では、制御対象状態を含む内燃機関の状態毎に最適なモデルが予め用意される。そして、内燃機関の状態に応じて最適なモデルが選択され、この選択されたモデルを用いて予測演算が行われる。これによれば、予測演算の開始時点において、その時点の内燃機関の状態に応じて最適なモデルが選択され、この選択されたモデルを用いて予測演算が開始されるだけでなく、１回の予測演算中、内燃機関の状態が変化したとき（以下この時を「機関状態の変化時」という）にも、その時点の内燃機関の状態（以下この状態を「変化後の機関状態」ともいう）に応じて最適なモデルが新たに選択され、この選択されたモデルを用いて予測演算が継続される。
【０２２０】
このように、第１２実施形態では、機関状態の変化時には、変化後の制御対象状態に応じて最適なモデルを新たに選択する演算（以下この演算を「モデル選択演算」という）が行われる。そして、このモデル選択演算によって装置演算負荷が増大し、装置演算負荷が許容演算負荷値を超えてしまうことがある。一方、機関状態の変化時の経過予測長が許容予測長以上であれば、その時に予測演算が終了されたとしても、許容可能な将来制御対象状態が得られる。
【０２２１】
そこで、第１２実施形態において、機関状態の変化時（すなわち、モデル選択演算が行われるべき時）に、その時点の経過予測長に応じて予測演算を終了するようにしてもよい。この実施形態（以下「第１２実施形態」という）の予測演算継続・終了制御では、機関状態の変化時に、その時点の経過予測長が許容予測長以上であるときには、装置演算負荷検出値とは無関係に、予測演算が終了される（この場合、モデル選択演算は行われない）。一方、機関状態の変化時に、その時点の経過予測長が許容予測長よりも短いときには、予測演算が継続される（この場合、モデル選択演算が行われる）。
【０２２２】
これによれば、以下の効果が得られる。すなわち、機関状態の変化時に予測演算が継続されている場合、モデル選択演算が行われる。そして、このモデル選択演算の演算負荷は比較的高いことから、モデル選択演算が行われると、装置演算負荷が比較的大きく増大する。したがって、装置演算負荷が比較的大きく増大することを抑制するためには、予測演算が終了されたとしても目標値設定パラメータとして十分な将来制御対象状態が得られるのであれば、予測演算が終了されるべきである。ここで、本実施形態では、機関状態の変化時にその時点の経過予測長が許容予測長以上であり、したがって、予測演算が終了されたとしても目標値設定パラメータとして十分な将来制御対象状態が得られる場合、予測制御が終了される。したがって、装置演算負荷が比較的大きく増大することが抑制される。
【０２２３】
なお、本実施形態の予測演算継続・終了制御では、予測演算中、制御対象状態が変化しない間は、第２実施形態〜第１１実施形態の予測演算継続・終了制御のいずれか１つが行われる。
【０２２４】
また、本実施形態の予測演算継続・終了制御において、予測演算が継続され、その結果、モデル選択演算が行われたときに、第２実施形態〜第１１実施形態の予測演算継続・終了制御のいずれか１つが行われてもよし、現在の装置演算負荷検出値（または、その時点の経過予測長、または、将来の装置演算負荷、または、現在の機関負荷、または、将来の機関負荷）とは無関係に、モデル選択演算が継続されてもよい。
【０２２５】
ところで、第１２実施形態において、機関状態の変化時に予測演算を終了するか否かを判断するときに、経過予測長に加えて、装置演算負荷検出値を以下のように用いるようにしてもよい。この実施形態（以下「第１３実施形態」）では、機関状態の変化時にモデル選択演算が行われたとしても、装置演算負荷が許容演算負荷値を超えない装置演算負荷が安全演算負荷値として予め設定される。そして、本実施形態の予測演算継続・終了制御では、機関状態の変化時に、その時点の経過予測長が許容予測長よりも短いときに装置演算負荷検出値が安全演算負荷値以下であるときには、設定予測長がそのままの値に維持されつつ予測演算が継続される（この場合、モデル選択演算が行われる）。一方、機関状態の変化時に、その時点の経過予測長が許容予測長よりも短いときに装置演算負荷検出値が安全演算負荷値よりも大きいときには、予測演算が終了される（この場合、モデル選択演算は行われない）。もちろん、機関状態の変化時に、その時点の経過予測長が許容予測長以上であるときには、装置演算負荷検出値とは無関係に、予測演算が終了される（この場合、モデル選択演算は行われない）。
【０２２６】
これによれば、以下の効果が得られる。すなわち、第１２実施形態に関連して説明したように、装置演算負荷が比較的大きく増大することを抑制するためには、予測演算が終了されたとしても目標値設定パラメータとして十分な将来制御対象状態が得られるのであれば、予測演算が終了されるべきである。しかしながら、機関状態の変化時に予測演算が継続され、モデル選択演算が行われたとしても、装置演算負荷が許容演算負荷値を超える可能性が低い場合、十分な将来制御対象状態を得るためには、予測演算が継続されるべきである。ここで、本実施形態では、機関状態の変化時にその時点の経過予測長が許容予測長よりも短いときに、装置演算負荷が安全演算負荷値以下であり、モデル選択演算が行われたとしても装置演算負荷が許容演算負荷値を超える可能性が低いときには、予測演算が継続される。したがって、その後、予測演算が終了されたときに、制御対象の制御量の目標値を設定するために利用されるパラメータとしてより十分な将来制御対象状態が得られる。一方、本実施形態では、機関状態の変化時にその時点の経過予測長が許容予測長よりも短いときに、装置演算負荷が安全演算負荷値よりも大きく、モデル選択演算が行われると装置演算負荷が許容演算負荷値を超える可能性が高いときには、予測演算が終了される。したがって、装置演算負荷が許容演算負荷値を超えてしまうことが抑制される。
【０２２７】
なお、本実施形態の予測演算継続・終了制御では、予測演算が継続され、その結果、モデル選択演算が行われている間、第２実施形態〜第１１実施形態の予測演算継続・終了制御のいずれか１つが行われ、或いは、現在の装置演算負荷検出値（または、その時点の経過予測長、または、将来の装置演算負荷、または、現在の機関負荷、または、将来の機関負荷）とは無関係に、モデル選択演算が継続される。
【０２２８】
また、本実施形態の予測演算継続・終了制御では、予測演算中、制御対象状態が変化しない間は、第２実施形態〜第１１実施形態の予測演算継続・終了制御のいずれか１つが行われる。
【０２２９】
ところで、第１２実施形態において、機関状態の変化時に予測演算を終了するか否かを判断するときに、経過予測長に加えて、装置演算負荷検出値を以下のように用いるようにしてもよい。この実施形態（以下「第１４実施形態」という）では、第１３実施形態と同様に、安全演算負荷値が予め設定される。そして、本実施形態の予測演算継続・終了制御では、機関状態の変化時に、その時点の経過予測長が許容予測長よりも短いときに装置演算負荷検出値が安全演算検出値よりも大きいときには、設定予測長が所定時間だけ（或いは、装置演算負荷検出値が大きいほど長い時間だけ）短くされつつ予測演算が継続される（この場合、モデル選択演算が行われる）。一方、機関状態の変化時に、その時点の経過予測長が許容予測長よりも短いときに装置演算負荷検出値が安全演算負荷値以下であるときには、設定予測長がそのままの値に維持されつつ予測演算が継続される（この場合、モデル選択演算が行われる）。もちろん、機関状態の変化時に、その時点の経過予測長が許容予測長以上であるときには、装置演算負荷検出値とは無関係に、予測演算が終了される（この場合、モデル選択演算は行われない）。
【０２３０】
これによれば、以下の効果が得られる。すなわち、本実施形態では、機関状態の変化時にその時点の経過予測長が許容予測長よりも短いときに装置演算負荷が安全演算負荷値よりも大きいときには、設定予測長が短くされつつ予測演算が継続される。このように、設定予測長が短くされることによって、装置演算負荷が低くなることから、予測演算が継続されてモデル選択演算が行われたとしても、装置演算負荷が許容演算負荷値を超えてしまう可能性が低くなる。そして、予測演算が継続されることから、より将来制御対象状態が予測演算によって得られる。したがって、本実施形態によれば、制御対象の制御量の目標値を設定するために利用されるパラメータとしてより十分な将来制御対象状態が得られる。また、本実施形態では、第１３実施形態と同様に、機関状態の変化時にその時点の経過予測長が許容予測長よりも短いときに、装置演算負荷が安全演算負荷値以下であり、モデル選択演算が行われたとしても装置演算負荷が許容演算負荷値を超える可能性が低いときには、予測演算が継続される。したがって、本実施形態によれば、第１３実施形態と同様に、予測演算が終了されたときに、制御対象の制御量の目標値を設定するために利用されるパラメータとしてより十分な将来制御対象状態が得られる。
【０２３１】
なお、本実施形態の予測演算継続・終了制御では、予測演算が継続され、その結果、モデル選択演算が行われている間、第２実施形態〜第１１実施形態の予測演算継続・終了制御のいずれか１つが行われ、或いは、現在の装置演算負荷検出値（または、その時点の経過予測長、または、将来の装置演算負荷、または、現在の機関負荷、または、将来の機関負荷）とは無関係に、モデル選択演算が継続される。
【０２３２】
また、本実施形態の予測演算継続・終了制御では、予測演算中、制御対象状態が変化しない間は、第２実施形態〜第１１実施形態の予測演算継続・終了制御のいずれか１つが行われる。
【０２３３】
ところで、第１３実施形態において、機関状態の変化時に予測演算を終了するか否かを判断するときに、経過予測長を用いずに、装置演算負荷検出値のみを用いるようにしてもよい。この実施形態（以下「第１５実施形態」という）の予測演算継続・終了制御では、機関状態の変化時に、装置演算負荷検出値が安全演算負荷値よりも大きいときには、予測演算が終了される（この場合、モデル選択演算は行われない）。一方、機関状態の変化時に、装置演算負荷検出値が安全演算負荷値よりも小さいときには、設定予測長がそのままの値に維持されつつ予測演算が継続される（この場合、モデル選択演算が行われる）。
【０２３４】
これによれば、以下の効果が得られる。すなわち、第１２実施形態に関連して説明したように、機関状態の変化時に予測演算が継続され、モデル選択演算が行われると、装置演算負荷が比較的大きく増大する。そして、この場合、装置演算負荷が許容演算負荷値を超えてしまうことがある。したがって、装置演算負荷が許容演算負荷値を超えてしまうことを確実に抑制するために、機関状態の変化時に予測演算を終了すべき場合がある。ここで、本実施形態では、機関状態の変化時に装置演算負荷が安全演算負荷値よりも大きく、モデル選択演算が行われると装置演算負荷が許容演算負荷値を超える可能性が高いときには、予測演算が終了される。したがって、本実施形態によれば、機関状態の変化時に装置演算負荷が許容演算負荷値を超えてしまうことが抑制される。一方、本実施形態では、機関状態の変化時に装置演算負荷が安全演算負荷値以下であり、モデル選択演算が行われたとしても装置演算負荷が許容演算負荷値を超える可能性が低いときには、設定予測長がそのままの値に維持されつつ予測演算が継続される。したがって、本実施形態によれば、予測演算の終了時に、目標値設定パラメータとして十分な将来制御対象状態が得られる。
【０２３５】
なお、本実施形態の予測演算継続・終了制御では、予測演算中、制御対象状態が変化しない間は、第２実施形態〜第１１実施形態の予測演算継続・終了制御のいずれか１つが行われる。
【０２３６】
ところで、第１４実施形態において、機関状態の変化時に予測演算を終了するか否かを判断するときに、経過予測長を用いずに、装置演算負荷検出値のみを用いるようにしてもよい。この実施形態（以下「第１６実施形態」という）の予測演算継続・終了制御では、機関状態の変化時に、装置演算負荷検出値が安全演算負荷値よりも大きいときには、設定予測長が所定時間だけ（或いは、装置演算負荷検出値が大きいほど長い時間だけ）短くされつつ予測演算が継続される（この場合、モデル選択演算が行われる）。一方、機関状態の変化時に、装置演算負荷検出値が安全演算負荷値よりも小さいときには、設定予測長がそのままの値に維持されつつ予測演算が継続される（この場合、モデル選択演算が行われる）。
【０２３７】
これによれば、以下の効果が得られる。すなわち、第１５実施形態に関連して説明したように、機関状態の変化時に予測演算が継続され、モデル選択演算が行われると、装置演算負荷が許容演算負荷値を超えてしまうことがある。したがって、装置演算負荷が許容演算負荷値を超えてしまうことを確実に抑制するために、機関状態の変化時に装置演算負荷を小さくすべき場合がある。ここで、本実施形態では、機関状態の変化時に装置演算負荷が安全演算負荷値よりも大きく、モデル選択演算が行われると装置演算負荷が許容演算負荷値を超える可能性が高いときには、設定予測長が短くされつつ予測演算が継続される。これによれば、装置演算負荷が小さくなる。したがって、本実施形態によれば、機関状態の変化時に装置演算負荷が許容演算負荷を超えてしまうことが確実に抑制される。一方、本実施形態では、機関状態の変化時に装置演算負荷が安全演算負荷値以下であり、モデル選択演算が行われたとしても装置演算負荷が許容演算負荷を超える可能性が低いときには、設定予測長がそのままの値に維持されつつ予測演算が継続される。したがって、本実施形態によれば、予測演算の終了時に、目標値設定パラメータとして十分な将来制御対象状態が得られる。
【０２３８】
なお、本実施形態の予測演算継続・終了制御では、予測演算が継続され、その結果、モデル選択演算が行われている間、第２実施形態〜第１１実施形態の予測演算継続・終了制御のいずれか１つが行われ、或いは、現在の装置演算負荷検出値（または、その時点の経過予測長、または、将来の装置演算負荷、または、現在の機関負荷、または、将来の機関負荷）とは無関係に、モデル選択演算が継続される。
【０２３９】
また、本実施形態の予測演算継続・終了制御では、予測演算中、制御対象状態が変化しない間は、第２実施形態〜第１１実施形態の予測演算継続・終了制御のいずれか１つが行われる。
【０２４０】
ところで、第１３実施形態において、機関状態の変化時に予測演算を終了するか否かを判断するときに、装置演算負荷検出値（すなわち、現在の装置演算負荷）に代えて、将来の装置演算負荷を用いるようにしてもよい。この実施形態（以下「第１７実施形態」という）では、予測演算中、装置演算負荷検出値に基づいて将来の装置演算負荷が予測される。そして、本実施形態の予測演算継続・終了制御では、機関状態の変化時に、その時点の経過予測長が許容予測長よりも短いときであっても上記予測された将来の装置演算負荷が安全演算負荷値よりも大きいときには、予測演算が終了される（この場合、モデル選択演算は行われない）。一方、機関状態の変化時に、その時点の経過予測長が許容予測長よりも短いときに上記予測された将来の装置演算負荷が安全演算負荷値以下であるときには、設定予測長がそのままの値に維持されつつ予測演算が継続される（この場合、モデル選択演算が行われる）。もちろん、機関状態の変化時に、その時点の経過予測長が許容予測長以上であるときには、上記予測された将来の装置演算負荷検出値とは無関係に、予測演算が終了される（この場合、モデル選択演算は行われない）。
【０２４１】
これによれば、以下の効果が得られる。すなわち、機関状態の変化時に予測演算が継続され、モデル選択演算が行われると、装置演算負荷が比較的大きく増大する。したがって、将来、装置演算負荷が許容演算負荷を超えてしまうことを確実に抑制するために、機関状態の変化時に予測演算を終了すべき場合がある。ここで、本実施形態では、機関状態の変化時にその時点の経過予測長が許容予測長よりも短いときであっても将来の装置演算負荷が安全演算負荷値よりも大きく、したがって、モデル選択演算が行われると将来、装置演算負荷が許容演算負荷値を超えてしまう可能性が高いときには、予測演算が終了される。したがって、この場合、装置演算負荷が許容演算負荷を超えてしまうことが確実に抑制される。一方、本実施形態では、機関状態の変化時にその時点の経過予測長が許容予測長よりも短いときに将来の装置演算負荷が安全演算負荷値以下であり、したがって、モデル選択演算が行われたとしても将来、装置演算負荷が許容演算負荷値を超えてしまう可能性が低いときには、予測演算が継続される。したがって、この場合、予測演算の終了時に、目標値設定パラメータとして十分な将来制御対象状態が得られる。また、本実施形態では、機関状態の変化時にその時点の経過予測長が許容予測長以上であり、その時点で予測演算が終了されたとしても十分な将来制御対象状態が得られるときには、予測演算が終了される。したがって、この場合、十分な将来制御対象状態が得られると共に装置演算負荷が許容演算負荷値を超えてしまうことが抑制される。
【０２４２】
なお、本実施形態の予測演算継続・終了制御では、予測演算が継続され、その結果、モデル選択演算が行われている間、第２実施形態〜第１１実施形態の予測演算継続・終了制御のいずれか１つが行われ、或いは、現在の装置演算負荷検出値（または、その時点の経過予測長、または、将来の装置演算負荷、または、現在の機関負荷、または、将来の機関負荷）とは無関係に、モデル選択演算が継続される。
【０２４３】
また、本実施形態の予測演算継続・終了制御では、予測演算中、制御対象状態が変化しない間は、第２実施形態〜第１１実施形態の予測演算継続・終了制御のいずれか１つが行われる。
【０２４４】
ところで、第１４実施形態において、機関状態の変化時に予測演算を終了するか否かを判断するときに、装置演算負荷検出値（すなわち、現在の装置演算負荷）に代えて、将来の装置演算負荷を用いるようにしてもよい。この実施形態（以下「第１８実施形態」という）では、第１４実施形態と同様に、将来の装置演算負荷が予測される。そして、本実施形態の予測演算継続・終了制御では、機関状態の変化時に、その時点の経過予測長が許容予測長よりも短いときに上記予測された将来の装置演算負荷が安全演算検出値よりも大きいときには、設定予測長が所定時間だけ（或いは、上記予測された将来の装置演算負荷が大きいほど長い時間だけ）短くされつつ予測演算が継続される（この場合、モデル選択演算が行われる）。一方、機関状態の変化時に、その時点の経過予測長が許容予測長よりも短いときに上記予測された将来の装置演算負荷が安全演算負荷値以下であるときには、設定予測長がそのままの値に維持されつつ予測演算が継続される（この場合、モデル選択演算が行われる）。もちろん、機関状態の変化時に、その時点の経過予測長が許容予測長以上であるときには、上記予測された将来の装置演算負荷とは無関係に、予測演算が終了される（この場合、モデル選択演算は行われない）。
【０２４５】
これによれば、以下の効果が得られる。すなわち、本実施形態では、機関状態の変化時にその時点の経過予測長が許容予測長よりも短いときに将来の装置演算負荷が安全演算負荷値よりも大きく、したがって、モデル選択演算が行われると将来、装置演算負荷が許容演算負荷値を超えてしまう可能性が高いときには、設定予定長が短くされつつ予測演算が継続される。したがって、この場合、設定予定長が短くされることによって、将来、装置演算負荷が許容演算負荷値を超えてしまうことが抑制されると共に、予測演算が継続されることによって、予測演算の終了時に目標値設定パラメータとして十分な将来制御対象状態が得られる。一方、機関状態の変化時にその時点の経過予測長が許容予測長よりも短いときに将来の装置演算負荷が安全演算負荷値以下であり、したがって、モデル選択演算が行われたとしても将来、装置演算負荷が許容演算負荷値を超えてしまう可能性が低いときには、設定予定長がそのままの値に維持されつつ予測演算が継続される。したがって、この場合、設定予定長が比較的長い状態で予測演算が継続されることから、予測演算の終了時に目標値設定パラメータとしてより十分な将来制御対象状態が得られる。また、本実施形態では、機関状態の変化時にその時点の経過予測長が許容予測長以上であり、したがって、その時点で予測演算が終了されたとしても目標値設定パラメータとして十分な将来制御対象状態が得られるときには、予測演算が終了される。したがって、この場合、目標値設定パラメータとして十分な将来制御対象状態が得られると共に、装置演算負荷が許容演算負荷を超えてしまうことが抑制される。
【０２４６】
なお、本実施形態の予測演算継続・終了制御では、予測演算が継続され、その結果、モデル選択演算が行われている間、第２実施形態〜第１１実施形態の予測演算継続・終了制御のいずれか１つが行われ、或いは、現在の装置演算負荷検出値（または、その時点の経過予測長、または、将来の装置演算負荷、または、現在の機関負荷、または、将来の機関負荷）とは無関係に、モデル選択演算が継続される。
【０２４７】
また、本実施形態の予測演算継続・終了制御では、予測演算中、制御対象状態が変化しない間は、第２実施形態〜第１１実施形態の予測演算継続・終了制御のいずれか１つが行われる。
【０２４８】
ところで、第１３実施形態において、機関状態の変化時に予測演算を終了するか否かを判断するときに、装置演算負荷検出値に代えて、機関負荷を以下のように用いるようにしてもよい。この実施形態（以下「第１９実施形態」）では、装置演算負荷が安全演算負荷となる機関負荷が安全機関負荷として予め設定される。そして、本実施形態の予測演算継続・終了制御では、機関状態の変化時に、その時点の経過予測長が許容予測長よりも短いときに機関負荷が安全機関負荷よりも大きいとき（すなわち、装置演算負荷が安全演算負荷よりも大きいと推定されるとき）には、予測演算が終了される（この場合、モデル選択演算は行われない）。一方、機関状態の変化時に、その時点の経過予測長が許容予測長よりも短いときに機関負荷が安全機関負荷以下であるときには、設定予測長がそのままの値に維持されつつ予測演算が継続される（この場合、モデル選択演算が行われる）。もちろん、機関状態の変化時に、その時点の経過予測長が許容予測長以上であるときには、機関負荷とは無関係に、予測演算が終了される（この場合、モデル選択演算は行われない）。
【０２４９】
これによれば、装置演算負荷検出値を用いずに、現在の機関負荷を用いて予測演算継続・終了制御を行うことができることから、装置演算負荷を検出するための演算負荷モニタを利用する必要がなくなる。また、本実施形態において現在の機関負荷は現在の装置演算負荷を代表するパラメータであることから、本実施形態によれば、第１３実施形態から得られる効果と同様の効果も得られる。
【０２５０】
なお、本実施形態の予測演算継続・終了制御では、予測演算が継続され、その結果、モデル選択演算が行われている間、第２実施形態〜第１１実施形態の予測演算継続・終了制御のいずれか１つが行われ、或いは、現在の装置演算負荷検出値（または、その時点の経過予測長、または、将来の装置演算負荷、または、現在の機関負荷、または、将来の機関負荷）とは無関係に、モデル選択演算が継続される。
【０２５１】
また、本実施形態の予測演算継続・終了制御では、予測演算中、制御対象状態が変化しない間は、第２実施形態〜第１１実施形態の予測演算継続・終了制御のいずれか１つが行われる。
【０２５２】
ところで、第１４実施形態において、機関状態の変化時に予測演算を終了するか否かを判断するときに、装置演算負荷検出値に代えて、機関負荷を以下のように用いるようにしてもよい。この実施形態（以下「第２０実施形態」という）では、装置演算負荷が安全演算負荷値となる機関負荷が安全機関負荷として予め設定される。そして、本実施形態の予測演算継続・終了制御では、機関状態の変化時に、その時点の経過予測長が許容予測長よりも短いときに機関負荷が安全機関負荷よりも大きいとき（すなわち、装置演算負荷が安全演算負荷よりも大きいと推定されるとき）には、設定予測長が所定時間だけ（或いは、機関負荷が大きいほど長い時間だけ）短くされつつ予測演算が継続される（この場合、モデル選択演算が行われる）。一方、機関状態の変化時に、その時点の経過予測長が許容予測長よりも短いときに機関負荷が安全機関負荷以下であるときには、設定予測長がそのままの値に維持されつつ予測演算が継続される（この場合、モデル選択演算が行われる）。もちろん、機関状態の変化時に、その時点の経過予測長が許容予測長以上であるときには、機関負荷とは無関係に、予測演算が終了される（この場合、モデル選択演算は行われない）。
【０２５３】
これによれば、装置演算負荷検出値を用いずに、現在の機関負荷を用いて予測演算継続・終了制御を行うことができることから、装置演算負荷を検出するための演算負荷モニタを利用する必要がなくなる。また、本実施形態において現在の機関負荷は現在の装置演算負荷を代表するパラメータであることから、本実施形態によれば、第１４実施形態から得られる効果と同様の効果も得られる。
【０２５４】
なお、本実施形態の予測演算継続・終了制御では、予測演算が継続され、その結果、モデル選択演算が行われている間、第２実施形態〜第１１実施形態の予測演算継続・終了制御のいずれか１つが行われ、或いは、現在の装置演算負荷検出値（または、その時点の経過予測長、または、将来の装置演算負荷、または、現在の機関負荷、または、将来の機関負荷）とは無関係に、モデル選択演算が継続される。
【０２５５】
また、本実施形態の予測演算継続・終了制御では、予測演算中、制御対象状態が変化しない間は、第２実施形態〜第１１実施形態の予測演算継続・終了制御のいずれか１つが行われる。
【０２５６】
ところで、第１９実施形態において、機関状態の変化時に予測演算を終了するか否かを判断するときに、現在の機関負荷に代えて、将来の機関負荷を用いるようにしてもよい。この実施形態（以下「第２１実施形態」）では、予測演算中、将来の機関負荷が予測される。そして、本実施形態の予測演算継続・終了制御では、機関状態の変化時に、その時点の経過予測長が許容予測長よりも短いときに上記予測された将来の機関負荷が安全機関負荷よりも大きいとき（すなわち、将来の装置演算負荷が安全演算負荷よりも大きいと推定されるとき）には、予測演算が終了される（この場合、モデル選択演算は行われない）。一方、機関状態の変化時に、その時点の経過予測長が許容予測長よりも短いときに上記予測された将来の機関負荷が安全機関負荷以下であるときには、設定予測長がそのままの値に維持されつつ予測演算が継続される（この場合、モデル選択演算が行われる）。もちろん、機関状態の変化時に、その時点の経過予測長が許容予測長以上であるときには、上記予測された将来の機関負荷とは無関係に、予測演算が終了される（この場合、モデル選択演算は行われない）。
【０２５７】
これによれば、装置演算負荷検出値を用いずに、将来の機関負荷を用いて予測演算継続・終了制御を行うことができることから、装置演算負荷を検出するための演算負荷モニタを利用する必要がなくなる。また、本実施形態において将来の機関負荷は将来の装置演算負荷を代表するパラメータであることから、本実施形態によれば、第１３実施形態から得られる効果と同様の効果も得られる。
【０２５８】
なお、本実施形態の予測演算継続・終了制御では、予測演算が継続され、その結果、モデル選択演算が行われている間、第２実施形態〜第１１実施形態の予測演算継続・終了制御のいずれか１つが行われ、或いは、現在の装置演算負荷検出値（または、その時点の経過予測長、または、将来の装置演算負荷、または、現在の機関負荷、または、将来の機関負荷）とは無関係に、モデル選択演算が継続される。
【０２５９】
また、本実施形態の予測演算継続・終了制御では、予測演算中、制御対象状態が変化しない間は、第２実施形態〜第１１実施形態の予測演算継続・終了制御のいずれか１つが行われる。
【０２６０】
ところで、第２０実施形態において、機関状態の変化時に予測演算を終了するか否かを判断するときに、現在の機関負荷に代えて、将来の機関負荷を用いるようにしてもよい。この実施形態（以下「第２２実施形態」という）では、予測演算中、将来の機関負荷が予測される。そして、本実施形態の予測演算継続・終了制御では、機関状態の変化時に、その時点の経過予測長が許容予測長よりも短いときに上記予測された将来の機関負荷が安全機関負荷よりも大きいとき（すなわち、将来の装置演算負荷が安全演算負荷よりも大きいと推定されるとき）には、設定予測長が所定時間だけ（或いは、上記予測された将来の機関負荷が大きいほど長い時間だけ）短くされつつ予測演算が継続される（この場合、モデル選択演算が行われる）。一方、機関状態の変化時に、その時点の経過予測長が許容予測長よりも短いときに上記予測された将来の機関負荷が安全機関負荷以下であるときには、設定予測長がそのままの値に維持されつつ予測演算が継続される（この場合、モデル選択演算が行われる）。もちろん、機関状態の変化時に、その時点の経過予測長が許容予測長以上であるときには、上記予測された将来の機関負荷とは無関係に、予測演算が終了される（この場合、モデル選択演算は行われない）。
【０２６１】
これによれば、装置演算負荷検出値を用いずに、将来の機関負荷を用いて予測演算継続・終了制御を行うことができることから、装置演算負荷を検出するための演算負荷モニタを利用する必要がなくなる。また、本実施形態において将来の機関負荷は将来の装置演算負荷を代表するパラメータであることから、本実施形態によれば、第１４実施形態から得られる効果と同様の効果も得られる。
【０２６２】
なお、本実施形態の予測演算継続・終了制御では、予測演算が継続され、その結果、モデル選択演算が行われている間、第２実施形態〜第１１実施形態の予測演算継続・終了制御のいずれか１つが行われ、或いは、現在の装置演算負荷検出値（または、その時点の経過予測長、または、将来の装置演算負荷、または、現在の機関負荷、または、将来の機関負荷）とは無関係に、モデル選択演算が継続される。
【０２６３】
また、本実施形態の予測演算継続・終了制御では、予測演算中、制御対象状態が変化しない間は、第２実施形態〜第１１実施形態の予測演算継続・終了制御のいずれか１つが行われる。
【０２６４】
次に、上述した実施形態の制御装置において、図３（Ａ）および図３（Ｂ）のマップから決定された目標過給圧および目標ＥＧＲ率に基づいて上記制約条件の全てを満たす目標過給圧および目標ＥＧＲ率を求める手法の具体例の１つを紹介する。
【０２６５】
内燃機関の複数の構成要素を制御対象とし、内燃機関の現時刻における内部状態を内部状態ベクトル「ｘ」で表し、各制御対象の制御量をそれぞれの目標値に制御するために各制御対象に入力される操作量を操作量ベクトル「ｕ」で表したとき、各制御対象にそれぞれ対応する操作量が入力されたときの内燃機関の内部状態、すなわち、内燃機関の次時刻における内部状態を表す状態ベクトル「ｘ＋」は、定数行列（または、係数行列）ＡｉおよびＢｉを用いて、次式１の状態方程式によって表現可能である。
【数１】
2011142038.tif 000003
【０２６６】
なお、上式１において、「ｘ」は、分割された状態空間「Ｘｉ」に含まれているものとしている。
【０２６７】
また、各制御対象の制御量をそれぞれ対応する目標値に制御するために各制御対象にそれぞれ対応する操作量が入力されたときに各制御対象から出力される制御量を表す制御量ベクトル「ｙ」は、定数行列（または、係数行列）ＣｉおよびＤｉを用いて、次式２の出力方程式によって表現可能である。
【数２】
2011142038.tif 000004
【０２６８】
ここで、上記内部状態ベクトルｘに関する制約、上記操作量ベクトルｕに関する制約、および、上記制御量ベクトルｙに関する制約を表すベクトル（以下このベクトルを「被拘束信号ベクトル」という）「ｃ」を次式３で表すものと定義する。
【数３】
2011142038.tif 000005
【０２６９】
そして、上式３のように被拘束信号ベクトルｃを定義したとき、被拘束信号ベクトルｃは、上式１および上式２から次式４によって表現される。
【数４】
2011142038.tif 000006
【０２７０】
ここで、定数行列（または、係数行列）Ｃｃを次式５のように定義し、定数行列（または、係数行列）Ｄｃを次式６のように定義する。
【数５】
2011142038.tif 000007
【０２７１】
そして、上式５および上式６のように定数行列ＣｃおよびＤｃを定義したとき、上式４は、次式７によって表現される。
【数６】
2011142038.tif 000008
【０２７２】
このように、制御対象に関する状態空間モデルは、上式１、上式２、および、上式７で表現されることになる。
【０２７３】
ここで、内部状態ベクトルｘで表される各制御対象の内部状態に関する制約を有界閉集合「Ｘ」で表し、操作量ベクトルｕで表される各制御対象に入力される操作量に関する制約を有界閉集合「Ｕ」で表し、制御量ベクトルｙで表される各制御対象から出力される制御量に関する制約を有界閉集合「Ｙ」で表し、有界閉集合「Ｃ」を次式８で表すものと定義する。なお、内部状態ベクトルｘがｍ次元のベクトルであり、操作量ベクトルｕがｎ次元のベクトルであり、制御量ベクトルｙがｐ次元のベクトルであり、ｑ＝ｍ＋ｎ＋ｐであるとしたとき、有界閉集合Ｃは、ベクトル空間Ｒｑに属している。
【数７】
2011142038.tif 000009
【０２７４】
そして、被拘束信号ベクトルｃが上記有界閉集合Ｃに属するならば、内部状態ベクトルｘが上記有界閉集合Ｘに属し、操作量ベクトルｕが上記有界閉集合Ｕに属し、制御量ベクトルｙが上記有界閉集合Ｙに属することになる。したがって、被拘束信号ベクトルｃが上記有界閉集合Ｃに属するように操作量ベクトルｕ（すなわち、各操作量）が修正され、この修正された操作量ベクトルｕに従った操作量が各制御対象に入力されたとき、各制御対象の内部状態に関する制約、各制御対象に入力される操作量に関する制約、および、各制御対象から出力される制御量に関する制約の全てが満たされた形で、各制御対象の制御量が制御されることになる。
【０２７５】
以上のことを前提とし、ベーン３５ｄ、ベーンアクチュエータ３５ｅ、ＥＧＲ制御弁５２、および、ＥＧＲ制御弁アクチュエータを含む内燃機関の複数の構成要素の内部状態観測による内部状態フィードバックと、目標過給圧に対する実際の過給圧の偏差（すなわち、過給圧偏差）と目標ＥＧＲ率に対する実際のＥＧＲ率の偏差（すなわち、ＥＧＲ率偏差）とに基づく追従誤差積分制御とを行うとしたとき、以下のように、図３（Ａ）および図３（Ｂ）のマップからそれぞれ決定される目標過給圧および目標ＥＧＲ率が修正され、ベーン３５ｄおよびＥＧＲ制御弁５２にそれぞれ入力される操作量を決定するために用いるべき目標過給圧および目標ＥＧＲ率が求められる。
【０２７６】
すなわち、内部状態フィードバックに関するフィードバックゲインを「Ｋｘｉ」で表し、追従誤差積分制御に関するフィードバックゲインを「Ｋｖｉ」で表し、内燃機関の複数の構成要素の内部状態を表す内部状態ベクトルを「ｘ」で表し、追従誤差積分制御における追従誤差積算値を表す追従誤差積算値ベクトルを「ｖ」で表し、ベーンアクチュエータ３５ｅからベーン３５に入力される操作量およびＥＧＲ制御弁アクチュエータからＥＧＲ制御弁５２に入力される操作量を表す操作量ベクトルを「ｕ」で表したとき、操作量ベクトルｕは、次式９によって表現される。
【数８】
2011142038.tif 000010
【０２７７】
また、目標過給圧および目標ＥＧＲ率を表す目標値ベクトルを「ｒ」で表し、制御対象の制御量である過給圧およびＥＧＲ率を表す制御量ベクトルを「ｙ」で表し、目標過給圧に対する実際の過給圧の偏差（すなわち、追従誤差）および目標ＥＧＲ率に対する実際のＥＧＲ率の偏差（すなわち、追従誤差）を表す追従誤差ベクトルを「ｅ」で表したとき、追従誤差ベクトルｅは、次式１０によって表現される。
【数９】
2011142038.tif 000011
【０２７８】
さらに、現時刻における追従誤差積算値ベクトルを「ｖ」で表し、次時刻における追従誤差積算値ベクトルを「ｖ＋」で表したとき、次時刻における追従誤差積算値ベクトルｖ＋は、次式１１によって表現される。
【数１０】
2011142038.tif 000012
【０２７９】
そして、上式１０および上式１１を上式１、上式２、および、上式７に代入して変形すると、次式１２〜次式１４の閉ループ系の状態空間モデルが得られる。
【数１１】
2011142038.tif 000013
【０２８０】
ここで、上式１２は、過給圧およびＥＧＲ率に関する現時刻における追従誤差積算値（これらは、追従誤差積算値ベクトルｖで表されている）と、内燃機関の構成要素の現時刻における内部状態（これらは、内部状態ベクトルｘで表されている）と、現時刻における目標過給圧および目標ＥＧＲ率（これらは、目標値ベクトルｒで表されている）とに基づいて、次時刻における追従誤差積算値（これらは、追従誤差積算値ベクトルｖ＋で表されている）および内燃機関の構成要素の次時刻における内部状態（これらは、内部状態ベクトルｘ＋で表されている）を求める式である。
【０２８１】
また、上式１３は、過給圧およびＥＧＲ率に関する追従誤差積算値と、内燃機関の構成要素の内部状態とに基づいて、制御対象の制御量である過給圧およびＥＧＲ率（これらは、制御量ベクトルｙで表されている）を求める式である。
【０２８２】
さらに、上式１４は、過給圧およびＥＧＲ率に関する追従誤差積算値と、内燃機関の構成要素の内部状態とに基づいて、上述した被拘束信号ベクトルｃを求める式である。
【０２８３】
一方、「ξ」、「Φ」、「Ｇ」、「Ｈ」、および、「Ｈｃ」をそれぞれ次式１５〜次式１９のように定義する。
【数１２】
2011142038.tif 000014
【０２８４】
そして、上記「ξ」、「Φ」、「Ｇ」、「Ｈ」、および、「Ｈｃ」を用いれば、上式１２〜上式１４は、次式２０〜次式２２のように表現可能される。
【数１３】
2011142038.tif 000015
【０２８５】
そして、演算周期を「ステップ」と称し、目標過給圧および目標ＥＧＲ率が目標値ベクトルｒとして与えられたとき、ｈステップ先（この「ｈ」が上述した実施形態における「設定予測長」である）の制約条件が満たされる目標過給圧および目標ＥＧＲ率を求める場合、図３（Ａ）および図３（Ｂ）のマップからそれぞれ決定される目標過給圧および目標ＥＧＲ率、すなわち、初期の目標値を表す初期目標値ベクトルを「ｒ０」で表したとき、初期目標値ベクトルｒ０に対する今回求めるべき目標過給圧および目標ＥＧＲ率を表す目標値ベクトルｒの偏差の絶対値の最小値を求めるという下の（２３）に示されている最適化問題を解くことによって得られる目標値ベクトルｒで表される目標過給圧および目標ＥＧＲ率が全ての制約を満たした状態で過給圧およびＥＧＲ率を制御することができる目標過給圧および目標ＥＧＲ率である。
【数１４】
2011142038.tif 000016
【０２８６】
すなわち、逐次、上の（２３）に示されている最適化問題を解いて得られる目標過給圧および目標ＥＧＲ率を過給圧およびＥＧＲ率の制御に用いれば、全ての制約を満たした状態で、過給圧およびＥＧＲ率が制御されることになる。
【０２８７】
ここで、上の（２３）に示されている最適化問題において、「ｃｋ＋ｊ｜ｋ」は、時刻ｋにおける必要情報が既知である場合の時刻ｋ＋ｊにおける「ｃ」の推定値を表しており、「ξｋ＋ｊ｜ｋ」は、時刻ｋにおける必要情報が既知である場合の時刻ｋ＋ｊにおける「ξ」の推定値を表している。
【０２８８】
なお、上で紹介した例では、状態空間モデルを用いて、全ての制約条件が満たされるように図３（Ａ）および図３（Ｂ）のマップからそれぞれ決定された目標過給圧および目標ＥＧＲ率が修正され、これら修正された目標過給圧および目標ＥＧＲ率が実際の過給圧およびＥＧＲ率の制御に用いられる。したがって、上で紹介した例では、図３（Ａ）および図３（Ｂ）のマップからそれぞれ決定された目標過給圧および目標ＥＧＲ率に基づいて実際の過給圧およびＥＧＲ率が制御されたときの過給圧、ＥＧＲ率、ベーンの動作状態、ＥＧＲ制御弁の動作状態、ベーン操作量、ＥＧＲ制御弁操作量、ベーンアクチュエータの動作状態、および、ＥＧＲ制御弁アクチュエータの動作状態が、状態空間モデルによって予測され、この予測結果に基づいて全ての制約条件が満たされるか否かが判別され、全ての制約条件が満たされると判断されるまで目標過給圧および目標ＥＧＲ率が修正され、全ての制約条件が満たされると判断されたときの目標過給圧および目標ＥＧＲ率が実際の過給圧およびＥＧＲ率の制御に用いられるものと言える。
【０２８９】
これによれば、目標過給圧が変更され或いは目標ＥＧＲ率が変更されたときに、過給圧またはＥＧＲ率がそれぞれ目標過給圧または目標ＥＧＲ率に制御されるまでの過程（すなわち、過渡状態）において、最適な目標過給圧または目標ＥＧＲ率が逐次算出され、この算出された目標過給圧または目標ＥＧＲ率に基づいて過給圧またはＥＧＲ率が制御されることになる。このため、過渡状態における過給圧またはＥＧＲ率の応答性が良好なものとなる。
【０２９０】
特に、これによれば、ベーン３５ｄおよびＥＧＲ制御弁５２に入力される操作量にも制約が加えられていることから、アンチワインドアップ効果が得られる。このため、過給圧およびＥＧＲ率をそれぞれ目標過給圧および目標ＥＧＲ率に制御する過程（すなわち、過渡状態）において、過給圧およびＥＧＲ率の制御応答性がより良好であると言える。
【０２９１】
また、上述した実施形態および上で紹介した例では、過給機のベーンおよびＥＧＲ装置のＥＧＲ制御弁といった制御対象に関する制約、ならびに、ベーンアクチュエータおよびＥＧＲ制御弁アクチュエータといった制御対象の動作を制御するアクチュエータに関する制約が満たされた状態でもって、過給圧およびＥＧＲ率が制御される。このため、過給圧およびＥＧＲ率の制御の安定性およびロバスト性が高いと言える。
【０２９２】
また、上述した考え方に基づいて記述される状態空間モデルには、制御対象への入力および制御対象から出力における非線形特性、これら入力および出力に関する制約、ならびに、制御対象の内部状態に関する制約が陽に記述可能である。このため、当該状態空間モデルが用いられた過給圧およびＥＧＲ率の制御では、制御の安定性およびロバスト性が高いと言える。
【０２９３】
なお、上式２４の最適化問題を解く場合、最適解を求めるようにしてもよいが、１回の演算にかけられる時間が比較的短い場合、或いは、解を迅速に求める必要がある場合には、近似解を求めるようにしてもよい。
【０２９４】
また、上で紹介した例では、ベーン、ベーンアクチュエータ、ＥＧＲ制御弁、および、ＥＧＲ制御弁アクチュエータを含む内燃機関の構成要素の内部状態観測による内部状態フィードバックが行われているが、内燃機関の構成要素の内部状態観測が行えない或いは精度良く行えない場合には、内部状態フィードバックに代えて過給圧およびＥＧＲ率といった制御対象からの出力値に基づく出力フィードバックが用いられてもよい。
【０２９５】
なお、以上、圧縮自着火式の内燃機関に本発明の制御装置を適用した場合を例に本発明の実施形態を説明したが、本発明は、火花点火式の内燃機関にも適用可能である。
【０２９６】
次に、上述した例において第１実施形態に従って目標過給圧および目標ＥＧＲ率の修正と目標過給圧および目標ＥＧＲ率の設定とを行うルーチンの一例を紹介する。この例は、図４に示されている。図４のルーチンは、所定時間間隔毎に実行される。
【０２９７】
図４のルーチンが開始されると、始めに、ステップ１００において、図３（Ａ）のマップから機関回転数Ｎと機関負荷Ｌとに基づいて目標過給圧ＴＰｃｏｍが決定される。次いで、ステップ１０１において、図３（Ｂ）のマップから機関回転数Ｎと機関負荷Ｌとに基づいて目標ＥＧＲ率ＴＲｅｇｒが決定される。
【０２９８】
次いで、ステップ１０２において、ステップ１００で決定された目標過給圧と目標ＥＧＲ率とに基づいて予測演算が実行される。すなわち、ステップ１００で決定された目標過給圧と目標ＥＧＲ率とに基づいて過給圧およびＥＧＲ率の制御が行われたときの設定予測長だけ将来制御対象状態（すなわち、過給圧、ベーン３５ｄの動作状態、ベーンアクチュエータ３５ｅの動作状態、ベーン操作量、ＥＧＲ率、ＥＧＲ制御弁５２の動作状態、ＥＧＲ制御弁アクチュエータの動作状態、および、ＥＧＲ制御弁操作量）が予測される。
【０２９９】
次いで、ステップ１０３において、ステップ１０２で予測された将来制御対象状態が上述した制約条件の全てを満たしているか否かが判別される。ここで、将来制御対象状態が上述した制約条件の全てを満たしていると判別されたときには、ルーチンはステップ１０４に進み、ステップ１００において決定された目標過給圧が実際の過給圧の制御に用いられる目標過給圧に設定されると共に、ステップ１０１において決定された目標ＥＧＲ率が実際のＥＧＲ率の制御に用いられる目標ＥＧＲ率に設定され、ルーチンが終了する。
【０３００】
一方、ステップ１０３において、ステップ１０２で予測された将来制御対象状態が上述した制約条件の少なくとも１つを満たしていないと判別されたときには、ルーチンはステップ１０５に進み、上述した様式に従ってステップ１００において決定された目標過給圧およびステップ１０１において決定された目標ＥＧＲ率が修正され、ルーチンは再びステップ１０２に進む。そして、この場合、ステップ１０２では、ステップ１０４において修正された目標過給圧および目標ＥＧＲ率に基づいて予測演算が実行される。次いで、ステップ１０３において、ステップ１０２で予測された将来制御対象状態が上述した制約条件の全てを満たしているか否かが判別される。ここで、将来制御対象状態が上述した制約条件の全てを満たしていると判別されたときには、ルーチンはステップ１０３に進み、ステップ１０４において修正された目標過給圧が実際の過給圧の制御に用いられる目標過給圧に設定されると共に、ステップ１０４において修正された目標ＥＧＲ率が実際の過給圧の制御に用いられる目標ＥＧＲ率に設定される。
【０３０１】
一方、ステップ１０３において、ステップ１０２で予測された将来制御対象状態が上述した制約条件の少なくとも１つを満たしていないと判別されたときには、ルーチンは再びステップ１０４に進み、前回ステップ１０４において修正された目標過給圧および目標ＥＧＲ率が上述した様式に従ってさらに修正され、ルーチンは再びステップ１０２に進む。すなわち、ステップ１０３において将来制御対象状態が上述した制約条件の全てを満たしていると判断されるまで、ステップ１０４、ステップ１０２、および、ステップ１０３が繰返し実行される。
【０３０２】
次に、第２実施形態の予測演算継続・終了制御を行うルーチンの一例を紹介する。この例は、図５に示されている。図５のルーチンは、図４のルーチンにおいて予測演算（すなわち、ステップ１０２）が開始されると開始され、予測演算が終了すると終了する。
【０３０３】
図５のルーチンが開始されると、ステップ２００において、装置演算負荷ＣＬが取得される。次いで、ステップ２０１において、ステップ２００で取得された装置演算負荷ＣＬが許容演算負荷値ＣＬｔｈを超えている（ＣＬ＞ＣＬｔｈ）か否かが判別される。ここで、ＣＬ＞ＣＬｔｈであると判別されたときには、ルーチンは、ステップ２０２に進む。一方、ＣＬ≦ＣＬであると判別されたときには、ルーチンは、ステップ２０３に進む。
【０３０４】
ステップ２０１でＣＬ＞ＣＬｔｈであると判別され、ルーチンがステップ２０２に進むと、現在の設定予測長ＬＥ（ｋ−１）が所定時間Ｋ１だけ短くされ、今後使用されるべき設定予測長ＬＥ（ｋ）に入力され（ＬＥ（ｋ）←ＬＥ（ｋ−１）−Ｋ１）、ルーチンは、ステップ２０３に進む。
【０３０５】
ステップ２０３では、予測演算が実行中であるか否かが判別される。ここで、予測演算が実行中であると判別されたときには、ルーチンは、ステップ２００に戻る。一方、予測演算が実行されていないと判別されたときには、ルーチンは、そのまま終了する。
【０３０６】
次に、第３実施形態の予測演算継続・終了制御を行うルーチンの一例を紹介する。この例は、図６に示されている。図６のルーチンは、図４のルーチンにおいて予測演算（すなわち、ステップ１０２）が開始されると開始され、予測演算が終了すると終了する。
【０３０７】
図６のルーチンが開始されると、ステップ３００において、装置演算負荷ＣＬが取得される。次いで、ステップ３０１において、ステップ３００で取得された装置演算負荷ＣＬが許容演算負荷値ＣＬｔｈを超えている（ＣＬ＞ＣＬｔｈ）か否かが判別される。ここで、ＣＬ＞ＣＬｔｈであると判別されたときには、ルーチンは、ステップ３０２に進む。一方、ＣＬ≦ＣＬｔｈであると判別されたときには、ルーチンは、ステップ３０４に進む。
【０３０８】
ステップ３０１でＣＬ＞ＣＬｔｈであると判別され、ルーチンがステップ３０２に進むと、初期の設定予測長ＬＥｉを短くするための係数Ｋ２であって、ステップ１００で取得された装置演算負荷ＣＬが長いほど長くなる係数Ｋ２が算出される。次いで、ステップ３０３において、初期の設定予測長ＬＥｉがステップ３０２で算出された係数Ｋ２だけ短くされ、今後使用されるべき設定予測長ＬＥ（ｋ）に入力され（ＬＥ（ｋ）←ＬＥｉ−Ｋ２）、ルーチンは、ステップ３０４に進む。
【０３０９】
ステップ３０４では、予測演算が実行中であるか否かが判別される。ここで、予測演算が実行中であると判別されたときには、ルーチンは、ステップ３００に戻る。一方、予測演算が実行されていないと判別されたときには、ルーチンは、そのまま終了する。
【０３１０】
次に、第４実施形態の予測演算継続・終了制御を行うルーチンの一例を紹介する。この例は、図７に示されている。図７のルーチンは、図４のルーチンにおいて予測演算（すなわち、ステップ１０２）が開始されると開始され、予測演算が終了すると終了する。
【０３１１】
図７のルーチンが開始されると、ステップ４００において、装置演算負荷ＣＬが取得される。次いで、ステップ４０１において、ステップ４００で取得された装置演算負荷ＣＬが許容演算負荷値ＣＬｔｈを超えている（ＣＬ＞ＣＬｔｈ）か否かが判別される。ここで、ＣＬ＞ＣＬｔｈであると判別されたときには、ルーチンは、ステップ４０２に進む。一方、ＣＬ≦ＣＬｔｈであると判別されたときには、ルーチンは、ステップ４０３に進む。
【０３１２】
ステップ４０１でＣＬ＞ＣＬｔｈであると判別され、ルーチンがステップ４０２に進むと、予測演算終了フラグＦ１がセットされ、ルーチンは、ステップ４０３に進む。ここで、ステップ４０２において予測演算終了フラグがセットされると、図４のステップ１０２の予測演算が終了される。なお、この予測演算終了フラグがリセットされている間は、図４のステップ１０２の予測演算が継続される。
【０３１３】
ステップ４０３では、予測演算が実行中であるか否かが判別される。ここで、予測演算が実行中であると判別されたときには、ルーチンは、ステップ４００に戻る。一方、予測演算が実行されていないと判別されたときには、ルーチンは、ステップ４０４に進む。
【０３１４】
ステップ４０４では、予測演算終了フラグＦ１がリセットされ、ルーチンが終了する。すなわち、次回、図４のステップ１０２が開始されるときには、予測演算終了フラグＦ１がリセットされた状態にある。
【０３１５】
次に、第５実施形態の予測演算継続・終了制御を行うルーチンの一例を紹介する。この例は、図８に示されている。図８のルーチンは、図４のルーチンにおいて予測演算（すなわち、ステップ１０２）が開始されると開始され、予測演算が終了すると終了する。
【０３１６】
図８のルーチンが開始されると、ステップ５００において、装置演算負荷ＣＬが取得される。次いで、ステップ５０１において、ステップ５００で取得された装置演算負荷ＣＬが許容演算負荷値ＣＬｔｈを超えている（ＣＬ＞ＣＬｔｈ）か否かが判別される。ここで、ＣＬ＞ＣＬｔｈであると判別されたときには、ルーチンは、ステップ５０２に進む。一方、ＣＬ≦ＣＬｔｈであると判別されたときには、ルーチンは、ステップ５０４に進む。
【０３１７】
ステップ５０１でＣＬ＞ＣＬｔｈであると判別され、ルーチンがステップ５０２に進むと、経過予測長ＬＥＥが許容予測長ＬＥＥｔｈよりも短い（ＬＥＥ＜ＬＥＥｔｈ）か否かが判別される。ここで、ＬＥＥ＜ＬＥＥｔｈであると判別されたときには、ルーチンは、ステップ５０３に進む。一方、ＬＥＥ≧ＬＥＥｔｈであると判別されたときには、ルーチンは、ステップ５０６に進む。
【０３１８】
ステップ５０１でＣＬ＞ＣＬｔｈであると判別され且つステップ５０３でＬＥＥ＜ＬＥＥｔｈであると判別され、ルーチンがステップ５０３に進むと、現在の設定予測長ＬＥ（ｋ−１）が所定時間Ｋ１だけ短くされ、今後使用されるべき設定予測長ＬＥ（ｋ）に入力され（ＬＥ（ｋ）←ＬＥ（ｋ−１）−Ｋ１）、ルーチンは、ステップ５０４に進む。
【０３１９】
一方、ステップ５０１でＣＬ＞ＣＬｔｈであると判別され且つステップ５０３でＬＥＥ≧ＬＥＥｔｈであると判別され、ルーチンがステップ５０６に進むと、予測演算終了フラグＦ１がセットされ、ルーチンは、ステップ５０４に進む。ここで、ステップ５０６において予測演算終了フラグがセットされると、図４のステップ１０２の予測演算が終了される。なお、この予測演算終了フラグがリセットされている間は、図４のステップ１０２の予測演算が継続される。
【０３２０】
ステップ５０４では、予測演算が実行中であるか否かが判別される。ここで、予測演算が実行中であると判別されたときには、ルーチンは、ステップ５００に戻る。一方、予測演算が実行されていないと判別されたときには、ルーチンは、ステップ５０５に進む。
【０３２１】
ステップ５０５では、予測演算流量フラグＦ１がリセットされ、ルーチンが終了する。すなわち、次回、図４のステップ１０２が開始されるときには、予測演算終了フラグＦ１がリセットされた状態にある。
【０３２２】
次に、第１２実施形態の予測演算継続・終了制御を行うルーチンの一例を紹介する。この例は、図９に示されている。図９のルーチンは、図４のルーチンにおいて予測演算（すなわち、ステップ１０２）が開始されると開始され、予測演算が終了すると終了する。
【０３２３】
図９のルーチンが開始されると、ステップ６００において、現在が機関状態の変化時であるか否かが判別される。ここで、現在が機関状態の変化時であると判別されたときには、ルーチンは、ステップ６０１に進む。一方、現在が機関状態の変化時ではないと判別されたときには、ルーチンは、ステップ６０５に進む。
【０３２４】
ステップ６００で現在が機関状態の変化時であると判別され、ルーチンがステップ６０１に進むと、経過予測長ＬＥＥが許容予測長ＬＥＥｔｈよりも短い（ＬＥＥ＜ＬＥＥｔｈ）か否かが判別される。ここで、ＬＥＥ＜ＬＥＥｔｈであると判別されたときには、ルーチンは、ステップ６０２に進む。一方、ＬＥＥ≧ＬＥＥｔｈであると判別されたときには、ルーチンは、ステップ６０４に進む。
【０３２５】
ステップ６００で現在が機関状態の変化時であると判別され且つステップ６０１でＬＥＥ≧ＬＥＥｔｈであると判別され、ルーチンがステップ６０４に進むと、予測演算終了フラグＦ１がセットされ、ルーチンは、ステップ６０２に進む。ここで、ステップ６０４において予測演算終了フラグがセットされると、図４のステップ１０２の予測演算が終了される。なお、この予測演算終了フラグがリセットされている間は、図４のステップ１０２の予測演算が継続される。
【０３２６】
ステップ６００で現在が機関状態の変化時ではないと判別され、ルーチンがステップ６０５に進むと、装置演算負荷ＣＬが取得される。次いで、ステップ６０６において、ステップ６０５で取得された装置演算負荷ＣＬが許容演算負荷値ＣＬｔｈよりも大きい（ＣＬ＞ＣＬｔｈ）か否かが判別される。ここで、ＣＬ＞ＣＬｔｈであると判別されたときには、ルーチンは、ステップ６０７に進む。一方、ＣＬ≦ＣＬｔｈであると判別されたときには、ルーチンは、ステップ６０２に進む。
【０３２７】
ステップ６０６でＣＬ＞ＣＬｔｈであると判別され、ルーチンがステップ６０７に進むと、現在の設定予測長ＬＥ（ｋ−１）が所定時間Ｋ１だけ短くされ、今後使用されるべき設定予測長ＬＥ（ｋ）に入力され（ＬＥ（ｋ）←ＬＥ（ｋ−１）−Ｋ１）、ルーチンは、ステップ６０２に進む。
【０３２８】
ステップ６０２では、予測演算が実行中であるか否かが判別される。ここで、予測演算が実行中であると判別されたときには、ルーチンは、ステップ６００に戻る。一方、予測演算が実行されていないと判別されたときには、ルーチンは、ステップ６０３に進む。
【０３２９】
ステップ６０３では、予測演算終了フラグＦ１がリセットされ、ルーチンが終了する。すなわち、次回、図４のステップ１０２が開始されるときには、予測演算終了フラグＦ１がリセットされた状態にある。
【０３３０】
次に第１３実施形態の予測演算継続・終了制御を行うルーチンの一例を紹介する。この例は、図１０および図１１に示されている。図１０および図１１のルーチンは、図４のルーチンにおいて予測演算（すなわち、ステップ１０２）が開始されると開始され、予測演算が終了すると終了する。
【０３３１】
図１０および図１１のルーチンが開始されると、図１０のステップ７００において、現在が機関状態の変化時であるか否かが判別される。ここで、現在が機関状態の変化時であると判別されたときには、ルーチンは、ステップ７０１に進む。一方、現在が機関状態の変化時ではないと判別されたときには、ルーチンは、図１１のステップ７０８に進む。
【０３３２】
ステップ７００で現在が機関状態の変化時であると判別され、ルーチンがステップ７０１に進むと、経過予測長ＬＥＥが許容予測長ＬＥＥｔｈよりも短い（ＬＥＥ＜ＬＥＥｔｈ）か否かが判別される。ここで、ＬＥＥ＜ＬＥＥｔｈであると判別されたときには、ルーチンは、ステップ７０２に進む。一方、ＬＥＥ≧ＬＥＥｔｈであると判別されたときには、ルーチンは、ステップ７０７に進む。
【０３３３】
ステップ７００で現在が機関状態の変化時であると判別され且つステップ７０１でＬＥＥ≧ＬＥＥｔｈであると判別され、ルーチンがステップ７０２に進むと、装置演算負荷ＣＬが取得される。次いで、ステップ７０３において、ステップ７０２で取得された装置演算負荷ＣＬが安全演算負荷ＣＬｓｔｈよりも大きい（ＣＬ＞ＣＬｓｔｈ）か否かが判別される。ここで、ＣＬ＞ＣＬｓｔｈであると判別されたときには、ルーチンは、ステップ７０４に進む。一方、ＣＬ≦ＣＬｓｔｈであると判別されたときには、ルーチンは、ステップ７０５に進む。
【０３３４】
ステップ７００で現在が機関状態の変化時であると判別され且つステップ７０１でＬＥＥ＜ＬＥＥｔｈであると判別され且つステップ７０３でＣＬ＞ＣＬｓｔｈであると判別され、ルーチンがステップ７０４に進むと、予測演算終了フラグＦ１がセットされ、ルーチンは、ステップ７０５に進む。ここで、ステップ７０４において予測演算終了フラグがセットされると、図４のステップ１０２の予測演算が終了される。なお、この予測演算終了フラグがリセットされている間は、図４のステップ１０２の予測演算が継続される。
【０３３５】
ステップ７００で現在が機関状態の変化時であると判別され且つステップ７０１でＬＥＥ≧ＬＥＥｔｈであると判別され、ルーチンがステップ７０７に進むと、予測演算終了フラグＦ１がセットされ、ルーチンは、ステップ７０５に進む。
【０３３６】
ステップ７００で現在が機関状態の変化時ではないと判別され、ルーチンが図１１のステップ７０８に進むと、装置演算負荷ＣＬが取得される。次いで、ステップ７０９において、ステップ７０８で取得された装置演算負荷ＣＬが許容演算負荷値ＣＬｔｈよりも大きい（ＣＬ＞ＣＬｔｈ）か否かが判別される。ここで、ＣＬ＞ＣＬｔｈであると判別されたときには、ルーチンは、ステップ７１０に進む。一方、ＣＬ≦ＣＬｔｈであると判別されたときには、ルーチンは、図１０のステップ７０５に進む。
【０３３７】
ステップ７０９でＣＬ＞ＣＬｔｈであると判別され、ルーチンがステップ７１０に進むと、現在の設定予測長ＬＥ（ｋ−１）が所定時間Ｋ１だけ短くされ、今後使用されるべき設定予測長ＬＥ（ｋ）に入力され（ＬＥ（ｋ）←ＬＥ（ｋ−１）−Ｋ１）、ルーチンは、ステップ７０５に進む。
【０３３８】
ステップ７０５では、予測演算が実行中であるか否かが判別される。ここで、予測演算が実行中であると判別されたときには、ルーチンは、ステップ７００に戻る。一方、予測演算が実行されていないと判別されたときには、ルーチンは、ステップ７０６に進む。
【０３３９】
ステップ７０６では、予測演算終了フラグＦ１がリセットされ、ルーチンが終了する。すなわち、次回、図４のステップ１０２が開始されるときには、予測演算終了フラグＦ１がリセットされた状態にある。
【０３４０】
次に、第１４実施形態の予測演算継続・終了制御を行うルーチンの一例を紹介する。この例は、図１２および図１３に示されている。図１２および図１３のルーチンは、図４のルーチンにおいて予測演算（すなわち、ステップ１０２）が開始されると開始され、予測演算が終了すると終了する。なお、図１２および図１３のルーチンのステップ８００〜ステップ８０３、および、ステップ８０５〜ステップ８１０は、それぞれ、図１０および図１１のルーチンのステップ７００〜ステップ７０３、および、ステップ７０５〜ステップ７１０と同じであるので、これらステップの説明は省略する。
【０３４１】
図１２および図１３のルーチンでは、ステップ８００で現在が機関状態の変化時であると判別され且つステップ８０１でＬＥＥ＜ＬＥＥｔｈであると判別され且つステップ８０３でＣＬ＞ＣＬｓｔｈであると判別され、ルーチンがステップ８０４に進むと、現在の設定予測長ＬＥ（ｋ−１）が所定時間Ｋ１だけ短くされ、今後使用されるべき設定予測長ＬＥ（ｋ）に入力され（ＬＥ（ｋ）←ＬＥ（ｋ−１）−Ｋ１）、ルーチンは、ステップ８０５に進む。
【０３４２】
次に、第１５実施形態の予測演算継続・終了制御を行うルーチンの一例を紹介する。この例は、図１４に示されている。図１４のルーチンは、図４のルーチンにおいて予測演算（すなわち、ステップ１０２）が開始されると開始され、予測演算が終了すると終了する。
【０３４３】
図１４のルーチンが開始されると、ステップ９００において、現在が機関状態の変化時であるか否かが判別される。ここで、現在が機関状態の変化時であると判別されたときには、ルーチンは、ステップ９０１に進む。一方、現在が機関状態の変化時ではないと判別されたときには、ルーチンは、ステップ９０６に進む。
【０３４４】
ステップ９００で現在が機関状態の変化時であると判別され、ルーチンがステップ９０１に進むと、装置演算負荷ＣＬが取得される。次いで、ステップ９０２において、ステップ９０１で取得された装置演算負荷ＣＬが安全演算負荷ＣＬｓｔｈよりも大きい（ＣＬ＞ＣＬｓｔｈ）か否かが判別される。ここで、ＣＬ＞ＣＬｓｔｈであると判別されたときには、ルーチンは、ステップ９０３に進む。一方、ＣＬ≦ＣＬｓｔｈであると判別されたときには、ルーチンは、ステップ９０４に進む。
【０３４５】
ステップ９００で現在が機関状態の変化時であると判別され且つステップ９０２でＬＥＥ＜ＬＥＥｔｈであると判別され、ルーチンがステップ９０３に進むと、予測演算終了フラグＦ１がセットされ、ルーチンは、ステップ９０４に進む。ここで、ステップ９０３において予測演算終了フラグがセットされると、図４のステップ１０２の予測演算が終了される。なお、この予測演算終了フラグがリセットされている間は、図４のステップ１０２の予測演算が継続される。
【０３４６】
ステップ９００で現在が機関状態の変化時ではないと判別され、ルーチンがステップ９０６に進むと、装置演算負荷ＣＬが取得される。次いで、ステップ９０７において、ステップ９０６で取得された装置演算負荷ＣＬが許容演算負荷値ＣＬｔｈよりも大きい（ＣＬ＞ＣＬｔｈ）か否かが判別される。ここで、ＣＬ＞ＣＬｔｈであると判別されたときには、ルーチンは、ステップ９０８に進む。一方、ＣＬ≦ＣＬｔｈであると判別されたときには、ルーチンは、ステップ９０４に進む。
【０３４７】
ステップ９０７でＣＬ＞ＣＬｔｈであると判別され、ルーチンがステップ９０８に進むと、現在の設定予測長ＬＥ（ｋ−１）が所定時間Ｋ１だけ短くされ、今後使用されるべき設定予測長ＬＥ（ｋ）に入力され（ＬＥ（ｋ）←ＬＥ（ｋ−１）−Ｋ１）、ルーチンは、ステップ９０４に進む。
【０３４８】
ステップ９０４では、予測演算が実行中であるか否かが判別される。ここで、予測演算が実行中であると判別されたときには、ルーチンは、ステップ９００に戻る。一方、予測演算が実行されていないと判別されたときには、ルーチンは、ステップ９０５に進む。
【０３４９】
ステップ９０５では、予測演算終了フラグＦ１がリセットされ、ルーチンが終了する。すなわち、次回、図４のステップ１０２が開始されるときには、予測演算終了フラグＦ１がリセットされた状態にある。
【０３５０】
次に、第１６実施形態の予測演算継続・終了制御を行うルーチンの一例を紹介する。この例は、図１５に示されている。図１５のルーチンは、図４のルーチンにおいて予測演算（すなわち、ステップ１０２）が開始されると開始され、予測演算が終了すると終了する。なお、図１５のルーチンのステップ１０００〜ステップ１００２、および、ステップ１００４〜ステップ１００８は、それぞれ、図１４のルーチンのステップ９００〜ステップ９０２、および、ステップ９０４〜ステップ９０８と同じであるので、これらステップの説明は省略する。
【０３５１】
図１５のルーチンでは、ステップ１０００で現在が機関状態の変化時であると判別され且つステップ１００２でＣＬ＞ＣＬｓｔｈであると判別され、ルーチンがステップ１００３に進むと、現在の設定予測長ＬＥ（ｋ−１）が所定時間Ｋ１だけ短くされ、今後使用されるべき設定予測長ＬＥ（ｋ）に入力され（ＬＥ（ｋ）←ＬＥ（ｋ−１）−Ｋ１）、ルーチンは、ステップ１００４に進む。
【符号の説明】
【０３５２】
１０…内燃機関、３５…過給機、３５ｄ…ベーン、３５ｅ…ベーンアクチュエータ、５０…ＥＧＲ装置、５２…ＥＧＲ制御弁、７２…吸気圧センサ
【図１】
2011142038.tif 000017
【図２】
2011142038.tif 000018
【図３】
2011142038.tif 000019
【図４】
2011142038.tif 000020
【図５】
2011142038.tif 000021
【図６】
2011142038.tif 000022
【図７】
2011142038.tif 000023
【図８】
2011142038.tif 000024
【図９】
2011142038.tif 000025
【図１０】
2011142038.tif 000026
【図１１】
2011142038.tif 000027
【図１２】
2011142038.tif 000028
【図１３】
2011142038.tif 000029
【図１４】
2011142038.tif 000030
【図１５】
2011142038.tif 000031
【手続補正書】
【提出日】平成22年11月12日(2010.11.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（削除）
【請求項２】
内燃機関の第１の制御対象の制御量の目標値を第１初期目標値として決定すると共に内燃機関の第２の制御対象の制御量の目標値を第２初期目標値として決定する初期目標値決定手段と、前記第１の制御対象の制御量の制御用の目標値である第１制御目標値に応じて前記第１の制御対象に入力すべき操作量を第１操作量として決定すると共に前記第２の制御対象の制御量の制御用の目標である第２制御目標値に応じて前記第２の制御対象に入力すべき操作量を第２操作量として決定する操作量決定手段と、該操作量決定手段によって決定された第１操作量に従って前記第１の制御対象の動作を制御する第１の動作制御手段と、前記操作量決定手段によって決定された第２操作量に従って前記第２の制御対象の動作を制御する第２の動作制御手段と、を具備し、前記各動作制御手段がそれぞれ対応する前記制御対象の動作を制御することによって前記各制御対象の制御量が制御される内燃機関の制御装置であって、
前記第１初期目標値および前記第２初期目標値を予め定められた規則に従って修正して該修正した初期目標値をそれぞれ第１修正目標値および第２修正目標値として出力する修正目標値出力手段と、前記第１初期目標値および前記第２初期目標値をそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段によって決定される第１操作量および第２操作量に従って前記第１の制御対象の制御量および前記第２の制御対象の制御量が制御されたときの各制御対象に関する将来の状態を将来制御対象状態として演算によって予測する予測演算を行う制御対象状態予測手段と、該制御対象状態予測手段によって予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしているか否かを判別する制約条件成立判別手段と、をさらに具備し、
前記制御対象状態予測手段によって予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていると前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記第１初期目標値および前記第２初期目標値がそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段に入力され、
前記制御対象状態予測手段によって予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていないと前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記修正目標値出力手段によって前記第１初期目標値および前記第２初期目標値が前記予め定められた規則に従って修正されて該修正された初期目標値がそれぞれ第１修正目標値および第２修正目標値として出力され、これら第１修正目標値および第２修正目標値をそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段によって決定される第１操作量および第２操作量に従って前記第１の制御対象の制御量および前記第２の制御対象の制御量が制御されたときの各制御対象に関する将来の状態が前記制御対象状態予測手段によって将来制御対象状態として再び予測され、該再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしているか否かが前記制約条件成立判別手段によって判別され、前記制御対象状態予測手段によって再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていると前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記第１修正目標値および前記第２修正目標値がそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段に入力され、
前記制御対象状態予測手段によって再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていないと前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記制御対象状態予測手段によって予測される将来制御対象状態が前記制約条件を満たしていると判別されるまで前記修正目標値出力手段による第１修正目標値および第２修正目標値の修正と、該修正によって修正された第１修正目標値および第２修正目標値とに基づいた前記制御対象状態予測手段による予測演算と、該予測演算によって予測された将来制御対象状態に基づいた前記制約条件成立判別手段による判別とが繰り返され、
前記制御対象状態予測手段によって有限な所定時間だけ将来の制御対象に関する状態が演算によって予測される内燃機関の制御装置において、
当該制御装置の演算負荷が当該制御装置の演算能力を考慮したときの許容負荷値よりも大きいときには、前記有限な所定時間が短くされた上で前記制御対象状態予測手段による予測演算が継続される内燃機関の制御装置。
【請求項３】
内燃機関に関する状態に応じて用意された複数の状態空間モデルから内燃機関に関する現在の状態に適した状態空間モデルを選択するモデル選択演算を行うモデル選択手段をさらに具備し、
前記モデル選択手段によって選択される前記状態空間モデルを用いて将来制御対象状態が前記制御対象状態予測手段によって予測され、
前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間だけ先または該許容時間よりも先の将来制御対象状態であるときには、前記制御対象状態予測手段による予測演算が終了され、
前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間よりも手前の将来制御対象状態であるときには、前記制御対象状態予測手段による予測演算が継続される請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
内燃機関に関する状態に応じて用意された複数の状態空間モデルから内燃機関に関する現在の状態に適した状態空間モデルを選択するモデル選択演算を行うモデル選択手段をさらに具備し、
前記モデル選択手段によって選択される前記状態空間モデルを用いて将来制御対象状態が前記制御対象状態予測手段によって予測され、
前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間だけ先または該許容時間よりも先の将来制御対象状態であるときには、当該制御装置の演算負荷とは無関係に、前記制御対象状態予測手段による予測演算が終了され、
前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間よりも手前の将来制御対象状態であるときであって且つ当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容負荷値よりも大きいときには、前記制御対象状態予測手段による予測演算が終了され、
前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間よりも手前の将来制御対象状態であるときであって且つ当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの前記許容負荷値以下であるときには、前記制御対象状態予測手段による予測演算が継続される請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
内燃機関に関する状態に応じて用意された複数の状態空間モデルから内燃機関に関する現在の状態に適した状態空間モデルを選択するモデル選択演算を行うモデル選択手段をさらに具備し、
前記モデル選択手段によって選択される前記状態空間モデルを用いて将来制御対象状態が前記制御対象状態予測手段によって予測され、
前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間だけ先または該許容時間よりも先の将来制御対象状態であるときには、当該制御装置の演算負荷とは無関係に、前記制御対象状態予測手段による予測演算が終了され、
前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間よりも手前の将来制御対象状態であるときであって且つ当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容負荷値よりも大きいときには、前記有限な所定時間が短くされた上で前記制御対象状態予測手段による予測演算が継続され、
前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間よりも手前の将来制御対象状態であるときであって且つ当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの前記許容負荷値以下であるときには、前記有限な所定時間がその時点の値に維持された上で前記制御対象状態予測手段による予測演算が継続される請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
内燃機関に関する状態に応じて用意された複数の状態空間モデルから内燃機関に関する現在の状態に適した状態空間モデルを選択するモデル選択演算を行うモデル選択手段をさらに具備し、
前記モデル選択手段によって選択される前記状態空間モデルを用いて将来制御対象状態が前記制御対象状態予測手段によって予測され、
前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときに当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容負荷値よりも大きいときには、前記制御対象状態予測手段による予測演算が終了され、
前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときに当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの前記許容負荷値以下であるときには、前記制御対象状態予測手段による予測演算が継続される請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
内燃機関に関する状態に応じて用意された複数の状態空間モデルから内燃機関に関する現在の状態に適した状態空間モデルを選択するモデル選択演算を行うモデル選択手段をさらに具備し、
前記モデル選択手段によって選択される前記状態空間モデルを用いて将来制御対象状態が前記制御対象状態予測手段によって予測され、
前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときに当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容負荷値よりも大きいときには、前記有限な所定時間が短くされた上で前記制御対象状態予測手段による予測演算が継続され、
前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときに当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの前記許容負荷値以下であるときには、前記有限な所定時間がその時点の値に維持された上で前記制御対象状態予測手段による予測演算が継続される請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
内燃機関の第１の制御対象の制御量の目標値を第１初期目標値として決定すると共に内燃機関の第２の制御対象の制御量の目標値を第２初期目標値として決定する初期目標値決定手段と、前記第１の制御対象の制御量の制御用の目標値である第１制御目標値に応じて前記第１の制御対象に入力すべき操作量を第１操作量として決定すると共に前記第２の制御対象の制御量の制御用の目標である第２制御目標値に応じて前記第２の制御対象に入力すべき操作量を第２操作量として決定する操作量決定手段と、該操作量決定手段によって決定された第１操作量に従って前記第１の制御対象の動作を制御する第１の動作制御手段と、前記操作量決定手段によって決定された第２操作量に従って前記第２の制御対象の動作を制御する第２の動作制御手段と、を具備し、前記各動作制御手段がそれぞれ対応する前記制御対象の動作を制御することによって前記各制御対象の制御量が制御される内燃機関の制御装置であって、
前記第１初期目標値および前記第２初期目標値を予め定められた規則に従って修正して該修正した初期目標値をそれぞれ第１修正目標値および第２修正目標値として出力する修正目標値出力手段と、前記第１初期目標値および前記第２初期目標値をそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段によって決定される第１操作量および第２操作量に従って前記第１の制御対象の制御量および前記第２の制御対象の制御量が制御されたときの各制御対象に関する将来の状態を将来制御対象状態として演算によって予測する予測演算を行う制御対象状態予測手段と、該制御対象状態予測手段によって予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしているか否かを判別する制約条件成立判別手段と、をさらに具備し、
前記制御対象状態予測手段によって予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていると前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記第１初期目標値および前記第２初期目標値がそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段に入力され、
前記制御対象状態予測手段によって予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていないと前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記修正目標値出力手段によって前記第１初期目標値および前記第２初期目標値が前記予め定められた規則に従って修正されて該修正された初期目標値がそれぞれ第１修正目標値および第２修正目標値として出力され、これら第１修正目標値および第２修正目標値をそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段によって決定される第１操作量および第２操作量に従って前記第１の制御対象の制御量および前記第２の制御対象の制御量が制御されたときの各制御対象に関する将来の状態が前記制御対象状態予測手段によって将来制御対象状態として再び予測され、該再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしているか否かが前記制約条件成立判別手段によって判別され、前記制御対象状態予測手段によって再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていると前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記第１修正目標値および前記第２修正目標値がそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段に入力され、
前記制御対象状態予測手段によって再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていないと前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記制御対象状態予測手段によって予測される将来制御対象状態が前記制約条件を満たしていると判別されるまで前記修正目標値出力手段による第１修正目標値および第２修正目標値の修正と、該修正によって修正された第１修正目標値および第２修正目標値とに基づいた前記制御対象状態予測手段による予測演算と、該予測演算によって予測された将来制御対象状態に基づいた前記制約条件成立判別手段による判別とが繰り返される内燃機関の制御装置において、
内燃機関に関する状態に応じて用意された複数の状態空間モデルから内燃機関に関する現在の状態に適した状態空間モデルを選択するモデル選択演算を行うモデル選択手段をさらに具備し、
前記モデル選択手段によって選択される前記状態空間モデルを用いて将来制御対象状態が前記制御対象状態予測手段によって演算によって予測され、
前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間だけ先または該許容時間よりも先の将来制御対象状態であるときには、前記制御対象状態予測手段による予測演算が終了され、
前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間よりも手前の将来制御対象状態であるときには、前記制御対象状態予測手段による予測演算が継続される内燃機関の制御装置。
【請求項９】
内燃機関の第１の制御対象の制御量の目標値を第１初期目標値として決定すると共に内燃機関の第２の制御対象の制御量の目標値を第２初期目標値として決定する初期目標値決定手段と、前記第１の制御対象の制御量の制御用の目標値である第１制御目標値に応じて前記第１の制御対象に入力すべき操作量を第１操作量として決定すると共に前記第２の制御対象の制御量の制御用の目標である第２制御目標値に応じて前記第２の制御対象に入力すべき操作量を第２操作量として決定する操作量決定手段と、該操作量決定手段によって決定された第１操作量に従って前記第１の制御対象の動作を制御する第１の動作制御手段と、前記操作量決定手段によって決定された第２操作量に従って前記第２の制御対象の動作を制御する第２の動作制御手段と、を具備し、前記各動作制御手段がそれぞれ対応する前記制御対象の動作を制御することによって前記各制御対象の制御量が制御される内燃機関の制御装置であって、
前記第１初期目標値および前記第２初期目標値を予め定められた規則に従って修正して該修正した初期目標値をそれぞれ第１修正目標値および第２修正目標値として出力する修正目標値出力手段と、前記第１初期目標値および前記第２初期目標値をそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段によって決定される第１操作量および第２操作量に従って前記第１の制御対象の制御量および前記第２の制御対象の制御量が制御されたときの各制御対象に関する将来の状態を将来制御対象状態として演算によって予測する予測演算を行う制御対象状態予測手段と、該制御対象状態予測手段によって予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしているか否かを判別する制約条件成立判別手段と、をさらに具備し、
前記制御対象状態予測手段によって予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていると前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記第１初期目標値および前記第２初期目標値がそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段に入力され、
前記制御対象状態予測手段によって予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていないと前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記修正目標値出力手段によって前記第１初期目標値および前記第２初期目標値が前記予め定められた規則に従って修正されて該修正された初期目標値がそれぞれ第１修正目標値および第２修正目標値として出力され、これら第１修正目標値および第２修正目標値をそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段によって決定される第１操作量および第２操作量に従って前記第１の制御対象の制御量および前記第２の制御対象の制御量が制御されたときの各制御対象に関する将来の状態が前記制御対象状態予測手段によって将来制御対象状態として再び予測され、該再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしているか否かが前記制約条件成立判別手段によって判別され、前記制御対象状態予測手段によって再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていると前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記第１修正目標値および前記第２修正目標値がそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段に入力され、
前記制御対象状態予測手段によって再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていないと前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記制御対象状態予測手段によって予測される将来制御対象状態が前記制約条件を満たしていると判別されるまで前記修正目標値出力手段による第１修正目標値および第２修正目標値の修正と、該修正によって修正された第１修正目標値および第２修正目標値とに基づいた前記制御対象状態予測手段による予測演算と、該予測演算によって予測された将来制御対象状態に基づいた前記制約条件成立判別手段による判別とが繰り返される内燃機関の制御装置において、
内燃機関に関する状態に応じて用意された複数の状態空間モデルから内燃機関に関する現在の状態に適した状態空間モデルを選択するモデル選択演算を行うモデル選択手段をさらに具備し、
前記モデル選択手段によって選択される前記状態空間モデルを用いて将来制御対象状態が前記制御対象状態予測手段によって予測され、
前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間だけ先または該許容時間よりも先の将来制御対象状態であるときには、当該制御装置の演算負荷とは無関係に、前記制御対象状態予測手段による予測演算が終了され、
前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間よりも手前の将来制御対象状態であるときであって且つ当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容負荷値よりも大きいときには、前記制御対象状態予測手段による予測演算が終了され、
前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間よりも手前の将来制御対象状態であるときであって且つ当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの前記許容負荷値以下であるときには、前記制御対象状態予測手段による予測演算が継続される内燃機関の制御装置。
【請求項１０】
内燃機関の第１の制御対象の制御量の目標値を第１初期目標値として決定すると共に内燃機関の第２の制御対象の制御量の目標値を第２初期目標値として決定する初期目標値決定手段と、前記第１の制御対象の制御量の制御用の目標値である第１制御目標値に応じて前記第１の制御対象に入力すべき操作量を第１操作量として決定すると共に前記第２の制御対象の制御量の制御用の目標である第２制御目標値に応じて前記第２の制御対象に入力すべき操作量を第２操作量として決定する操作量決定手段と、該操作量決定手段によって決定された第１操作量に従って前記第１の制御対象の動作を制御する第１の動作制御手段と、前記操作量決定手段によって決定された第２操作量に従って前記第２の制御対象の動作を制御する第２の動作制御手段と、を具備し、前記各動作制御手段がそれぞれ対応する前記制御対象の動作を制御することによって前記各制御対象の制御量が制御される内燃機関の制御装置であって、
前記第１初期目標値および前記第２初期目標値を予め定められた規則に従って修正して該修正した初期目標値をそれぞれ第１修正目標値および第２修正目標値として出力する修正目標値出力手段と、前記第１初期目標値および前記第２初期目標値をそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段によって決定される第１操作量および第２操作量に従って前記第１の制御対象の制御量および前記第２の制御対象の制御量が制御されたときの各制御対象に関する将来の状態を将来制御対象状態として演算によって予測する予測演算を行う制御対象状態予測手段と、該制御対象状態予測手段によって予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしているか否かを判別する制約条件成立判別手段と、をさらに具備し、
前記制御対象状態予測手段によって予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていると前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記第１初期目標値および前記第２初期目標値がそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段に入力され、
前記制御対象状態予測手段によって予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていないと前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記修正目標値出力手段によって前記第１初期目標値および前記第２初期目標値が前記予め定められた規則に従って修正されて該修正された初期目標値がそれぞれ第１修正目標値および第２修正目標値として出力され、これら第１修正目標値および第２修正目標値をそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段によって決定される第１操作量および第２操作量に従って前記第１の制御対象の制御量および前記第２の制御対象の制御量が制御されたときの各制御対象に関する将来の状態が前記制御対象状態予測手段によって将来制御対象状態として再び予測され、該再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしているか否かが前記制約条件成立判別手段によって判別され、前記制御対象状態予測手段によって再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていると前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記第１修正目標値および前記第２修正目標値がそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段に入力され、
前記制御対象状態予測手段によって再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていないと前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記制御対象状態予測手段によって予測される将来制御対象状態が前記制約条件を満たしていると判別されるまで前記修正目標値出力手段による第１修正目標値および第２修正目標値の修正と、該修正によって修正された第１修正目標値および第２修正目標値とに基づいた前記制御対象状態予測手段による予測演算と、該予測演算によって予測された将来制御対象状態に基づいた前記制約条件成立判別手段による判別とが繰り返される内燃機関の制御装置において、
内燃機関に関する状態に応じて用意された複数の状態空間モデルから内燃機関に関する現在の状態に適した状態空間モデルを選択するモデル選択演算を行うモデル選択手段をさらに具備し、
前記モデル選択手段によって選択される前記状態空間モデルを用いて将来制御対象状態が前記制御対象状態予測手段によって予測され、
前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間だけ先または該許容時間よりも先の将来制御対象状態であるときには、当該制御装置の演算負荷とは無関係に、前記制御対象状態予測手段による予測演算が終了され、
前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間よりも手前の将来制御対象状態であるときであって且つ当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容負荷値よりも大きいときには、前記有限な所定時間が短くされた上で前記制御対象状態予測手段による予測演算が継続され、
前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間よりも手前の将来制御対象状態であるときであって且つ当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの前記許容前記負荷値以下であるときには、前記有限な所定時間がその時点の値に維持された上で前記制御対象状態予測手段による予測演算が継続される内燃機関の制御装置。
【請求項１１】
内燃機関の第１の制御対象の制御量の目標値を第１初期目標値として決定すると共に内燃機関の第２の制御対象の制御量の目標値を第２初期目標値として決定する初期目標値決定手段と、前記第１の制御対象の制御量の制御用の目標値である第１制御目標値に応じて前記第１の制御対象に入力すべき操作量を第１操作量として決定すると共に前記第２の制御対象の制御量の制御用の目標である第２制御目標値に応じて前記第２の制御対象に入力すべき操作量を第２操作量として決定する操作量決定手段と、該操作量決定手段によって決定された第１操作量に従って前記第１の制御対象の動作を制御する第１の動作制御手段と、前記操作量決定手段によって決定された第２操作量に従って前記第２の制御対象の動作を制御する第２の動作制御手段と、を具備し、前記各動作制御手段がそれぞれ対応する前記制御対象の動作を制御することによって前記各制御対象の制御量が制御される内燃機関の制御装置であって、
前記第１初期目標値および前記第２初期目標値を予め定められた規則に従って修正して該修正した初期目標値をそれぞれ第１修正目標値および第２修正目標値として出力する修正目標値出力手段と、前記第１初期目標値および前記第２初期目標値をそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段によって決定される第１操作量および第２操作量に従って前記第１の制御対象の制御量および前記第２の制御対象の制御量が制御されたときの各制御対象に関する将来の状態を将来制御対象状態として演算によって予測する予測演算を行う制御対象状態予測手段と、該制御対象状態予測手段によって予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしているか否かを判別する制約条件成立判別手段と、をさらに具備し、
前記制御対象状態予測手段によって予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていると前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記第１初期目標値および前記第２初期目標値がそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段に入力され、
前記制御対象状態予測手段によって予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていないと前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記修正目標値出力手段によって前記第１初期目標値および前記第２初期目標値が前記予め定められた規則に従って修正されて該修正された初期目標値がそれぞれ第１修正目標値および第２修正目標値として出力され、これら第１修正目標値および第２修正目標値をそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段によって決定される第１操作量および第２操作量に従って前記第１の制御対象の制御量および前記第２の制御対象の制御量が制御されたときの各制御対象に関する将来の状態が前記制御対象状態予測手段によって将来制御対象状態として再び予測され、該再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしているか否かが前記制約条件成立判別手段によって判別され、前記制御対象状態予測手段によって再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていると前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記第１修正目標値および前記第２修正目標値がそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段に入力され、
前記制御対象状態予測手段によって再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていないと前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記制御対象状態予測手段によって予測される将来制御対象状態が前記制約条件を満たしていると判別されるまで前記修正目標値出力手段による第１修正目標値および第２修正目標値の修正と、該修正によって修正された第１修正目標値および第２修正目標値とに基づいた前記制御対象状態予測手段による予測演算と、該予測演算によって予測された将来制御対象状態に基づいた前記制約条件成立判別手段による判別とが繰り返される内燃機関の制御装置において、
内燃機関に関する状態に応じて用意された複数の状態空間モデルから内燃機関に関する現在の状態に適した状態空間モデルを選択するモデル選択演算を行うモデル選択手段をさらに具備し、
前記モデル選択手段によって選択される前記状態空間モデルを用いて将来制御対象状態が前記制御対象状態予測手段によって予測され、
前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときに当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容負荷値よりも大きいときには、前記制御対象状態予測手段による予測演算が終了され、
前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときに当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの前記許容負荷値以下であるときには、前記制御対象状態予測手段による予測演算が継続される内燃機関の制御装置。
【請求項１２】
内燃機関の第１の制御対象の制御量の目標値を第１初期目標値として決定すると共に内燃機関の第２の制御対象の制御量の目標値を第２初期目標値として決定する初期目標値決定手段と、前記第１の制御対象の制御量の制御用の目標値である第１制御目標値に応じて前記第１の制御対象に入力すべき操作量を第１操作量として決定すると共に前記第２の制御対象の制御量の制御用の目標である第２制御目標値に応じて前記第２の制御対象に入力すべき操作量を第２操作量として決定する操作量決定手段と、該操作量決定手段によって決定された第１操作量に従って前記第１の制御対象の動作を制御する第１の動作制御手段と、前記操作量決定手段によって決定された第２操作量に従って前記第２の制御対象の動作を制御する第２の動作制御手段と、を具備し、前記各動作制御手段がそれぞれ対応する前記制御対象の動作を制御することによって前記各制御対象の制御量が制御される内燃機関の制御装置であって、
前記第１初期目標値および前記第２初期目標値を予め定められた規則に従って修正して該修正した初期目標値をそれぞれ第１修正目標値および第２修正目標値として出力する修正目標値出力手段と、前記第１初期目標値および前記第２初期目標値をそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段によって決定される第１操作量および第２操作量に従って前記第１の制御対象の制御量および前記第２の制御対象の制御量が制御されたときの各制御対象に関する将来の状態を将来制御対象状態として演算によって予測する予測演算を行う制御対象状態予測手段と、該制御対象状態予測手段によって予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしているか否かを判別する制約条件成立判別手段と、をさらに具備し、
前記制御対象状態予測手段によって予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていると前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記第１初期目標値および前記第２初期目標値がそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段に入力され、
前記制御対象状態予測手段によって予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていないと前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記修正目標値出力手段によって前記第１初期目標値および前記第２初期目標値が前記予め定められた規則に従って修正されて該修正された初期目標値がそれぞれ第１修正目標値および第２修正目標値として出力され、これら第１修正目標値および第２修正目標値をそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段によって決定される第１操作量および第２操作量に従って前記第１の制御対象の制御量および前記第２の制御対象の制御量が制御されたときの各制御対象に関する将来の状態が前記制御対象状態予測手段によって将来制御対象状態として再び予測され、該再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしているか否かが前記制約条件成立判別手段によって判別され、前記制御対象状態予測手段によって再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていると前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記第１修正目標値および前記第２修正目標値がそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段に入力され、
前記制御対象状態予測手段によって再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていないと前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記制御対象状態予測手段によって予測される将来制御対象状態が前記制約条件を満たしていると判別されるまで前記修正目標値出力手段による第１修正目標値および第２修正目標値の修正と、該修正によって修正された第１修正目標値および第２修正目標値とに基づいた前記制御対象状態予測手段による予測演算と、該予測演算によって予測された将来制御対象状態に基づいた前記制約条件成立判別手段による判別とが繰り返される内燃機関の制御装置において、
内燃機関に関する状態に応じて用意された複数の状態空間モデルから内燃機関に関する現在の状態に適した状態空間モデルを選択するモデル選択演算を行うモデル選択手段をさらに具備し、
前記モデル選択手段によって選択される前記状態空間モデルを用いて将来制御対象状態が前記制御対象状態予測手段によって予測され、
前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときに当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容負荷値よりも大きいときには、前記有限な所定時間が短くされた上で前記制御対象状態予測手段による予測演算が継続され、
前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときに当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの前記許容負荷値以下であるときには、前記有限な所定時間がその時点の値に維持された上で前記制御対象状態予測手段による予測演算が継続される内燃機関の制御装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
そして、本発明では、前記制御対象状態予測手段によって有限な所定時間だけ将来の制御対象に関する状態が演算によって予測される。
そして、本発明では、当該制御装置の演算負荷が当該制御装置の演算能力を考慮したときの許容負荷値よりも大きいときには、前記有限な所定時間が短くされた上で前記制御対象状態予測手段による予測演算が継続される。
［００２５］
本発明によれば、制御対象状態予測手段による予測演算において有限な所定時間だけ将来の制御対象に関する状態を予測することによって、以下の効果が得られる。すなわち、制御対象予測手段による予測演算において有限な所定時間だけ将来制御対象状態を予測するのであるから、予測演算において予測すべき将来制御対象状態が有限時間内に限定されることになる。このため、将来制御対象状態を迅速に且つ正確に予測することができる。すなわち、予測演算によって得られる将来制御対象状態が有限な時間だけ将来制御対象状態であったとしても、得られる将来制御対象状態は迅速に且つ正確に予測されたものである。したがって、制御対象状態予測手段による予測演算において有限な所定時間だけ将来の制御対象に関する状態を予測することによって、正確な将来制御対象状態を迅速に予測することができるという効果が得られる。
［００２６］
なお、本発明によれば、初期目標値を制御目標値として決定される操作量に従って各制御対象の制御量が制御されたときに内燃機関に関する制約条件が満たされるのであれば、初期目標値が制御目標値とされる。一方、初期目標値を制御目標値として決定される操作量に従って各制御対象の制御量が制御されたときに内燃機関に関する制約条件が満たされないのであれば、内燃機関に関する制約条件が満たされるようになるまで初期目標値が予め定められた規則に従って繰り返し修正されて該修正された初期目標値が修正目標値として出力され、この出力された修正目標値が制御目標値とされる。すなわち、本発明は、如何なる状況においても内燃機関に関する制約条件を満たすように（すなわち、各制御対象の制御量の制御を内燃機関の状態にとって好適な制御形態にするように）初期目標値を修正するための修正パターンを状況毎に予め取得しておいて該取得しておいた修正パターンを用いて初期目標値を修正するのではなく、特定の予め定められた規則を繰り返し用いて内燃機関に関する制約条件を満たすように初期目標値を修正する。このように、本発明によれば、初期目標値の修正には、状況毎に予め取得しておいた修正パターンが用いられるのではなく、特定の予め定められた規則が用いられることから、各制御対象の制御量を一定の初期目標値に維持する場合（すなわち、各制御対象の制御量の制御が定常状態にある場合）、各制御対象の制御量が一定の初期目標値に維持される過程において、各制御対象の制御量が好適な制御形態でもって（すなわち、内燃機関に関する制約条件が満たされた状態でもって）初期目標値に維持されることになるし、初期目標値自体が変更されて該変更後の初期目標値に各制御対象の制御量を制御する場合（すなわち、各制御対象の制御量の制御が過渡状態にある場合）、各制御対象の制御量が変更後の初期目標値に制御される過程において、各制御対象の制御量が好適な制御形態でもって（すなわち、内燃機関に関する制約条件が満たされた状態でもって）変更後の初期目標値に制御されることになる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
［００２７］
また、この発明によれば、初期目標値を制御目標値として決定される操作量に従って各制御対象の制御量が制御されたときに内燃機関に関する制約条件が満たされるのであれば、初期目標値が制御目標値とされ、初期目標値を制御目標値として決定される操作量に従って各制御対象の制御量が制御されたときに内燃機関に関する制約条件が満たされないのであれば、内燃機関に関する制約条件が満たされるように修正された初期目標値が制御目標値とされる。したがって、両制御対象の制御量の制御に関連して内燃機関に関する制約条件が満たされた状態でもって各制御対象の制御量が制御される。このため、各制御対象の制御量の制御が互いに干渉する場合であっても、内燃機関に関する制約条件が満たされた状態でもって（すなわち、内燃機関の状態にとって好適な制御形態でもって）各制御対象の制御量が初期目標値に維持され或いは制御される。
［００２８］
［００２９］
本発明によれば、制御装置の演算負荷が制御装置の演算能力を考慮したときの許容負荷値よりも大きいときに、将来制御対象状態の予測範囲を規定する所定時間が短くされる。このため、制御装置の演算負荷が低くなるので、制御装置の演算負荷が許容負荷値を大きく超えてしまうことが抑制される。したがって、制御装置による予測演算精度が高く維持される。
［００３０］
本願の２番目の発明は、上記１番目の発明において、内燃機関に関する状態に応じて用意された複数の状態空間モデルから内燃機関に関する現在の状態に適した状態空間モデルを選択するモデル選択演算を行うモデル選択手段をさらに具備する。そして、本発明では、前記モデル選択手段によって選択される前記状態空間モデルを用いて将来制御対象状態が前記制御対象状態予測手段によって予測される。そして、本発明では、前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間だけ先または該許容時間よりも先の将来制御対象状態であるときには、前記制御対象状態予測手段による予測演算が終了される。一方、本発明では、前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間よりも手前の将来制御対象状態であるときには、前記制御対象状態予測手段による予測演算が継続される。
［００３１］
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明によれば、以下の効果が得られる。すなわち、モデル選択演算が行われると制御装置の演算負荷が比較的大きく増大する。ここで、本発明では、内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間だけ先または該許容時間よりも先の将来制御対象状態であり、予測演算が終了されたとしても十分な将来制御対象状態が得られるときには、予測制御が終了される。したがって、この場合、制御装置の演算負荷が比較的大きく増大することを抑制しつつ、十分な将来制御対象状態が得られる。また、本発明では、内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間よりも手前の将来制御対象状態であり、この時点において予測演算が終了されると十分な将来制御対象状態が得られないときには、予測演算が継続される。したがって、この場合、その後、予測演算が終了されたときに十分な将来制御対象状態が得られる。
［００３２］
本願の３番目の発明は、上記１番目の発明において、内燃機関に関する状態に応じて用意された複数の状態空間モデルから内燃機関に関する現在の状態に適した状態空間モデルを選択するモデル選択演算を行うモデル選択手段をさらに具備する。そして、本発明では、前記モデル選択手段によって選択される前記状態空間モデルを用いて将来制御対象状態が前記制御対象状態予測手段によって予測される。そして、本発明では、前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間だけ先または該許容時間よりも先の将来制御対象状態であるときには、当該制御装置の演算負荷とは無関係に、前記制御対象状態予測手段による予測演算が終了される。
［００３３］
一方、本発明では、前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間よりも手前の将来制御対象状態であるときであって且つ当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容負荷値よりも大きいときには、前記制御対象状態予測手段による予測演算が終了される。一方、本発明では、前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間よりも手前の将来制御対象状態であるときであって且つ当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの前記許容負荷値以下であるときには、前記制御対象状態予測手段による予測演算が継続される。
［００３４］
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明によれば、以下の効果が得られる。すなわち、モデル選択演算が行われると、制御装置の演算負荷が比較的大きく増大する。ここで、本発明では、内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間だけ先または該許容時間よりも先の将来制御対象状態であり、その時点において予測演算が終了されたとしても十分な将来制御対象状態が得られるときには、制御装置の演算負荷とは無関係に、予測演算が終了される。したがって、この場合、制御装置の演算負荷が比較的大きく増大することを抑制しつつ十分な将来制御対象状態が得られる。また、本発明では、内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間よりも手前の将来制御対象状態であるときであって且つ制御装置の演算負荷がモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容負荷値よりも大きく、モデル選択演算が行われると制御装置の演算負荷が許容演算負荷を超えてしまう可能性が高いときには、予測演算が終了される。したがって、この場合、制御装置の演算負荷が許容演算負荷を超えてしまうことが抑制される。また、本発明では、内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間よりも手前の将来制御対象状態であるときであって且つ制御装置の演算負荷がモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容負荷値以下であり、モデル選択演算が行われたとしても制御装置の演算負荷が許容演算負荷を超えてしまう可能性が低いときには、予測演算が継続される。したがって、この場合、その後、予測演算が終了されたときに所期の将来制御対象状態が得られる。
［００３５］
本願の４番目の発明は、上記１番目の発明において、内燃機関に関する状態に応じて用意された複数の状態空間モデルから内燃機関に関する現在の状態に適した状態空間モデルを選択するモデル選択演算を行うモデル選択手段をさらに具備する。そして、本発明では、前記モデル選択手段によって選択される前記状態空間モデルを用いて将来制御対象状態が前記制御対象状態予測手段によって予測される。そして、本発明では、前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間だけ先または該許容時間よりも先の将来制御対象状態であるときには、当該制御装置の演算負荷とは無関係に、前記制御対象状態予測手段による予測演算が終了される。
［００３６］
一方、本発明では、前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間よりも手前の将来制御対象状態であるときであって且つ当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容負荷値よりも大きいときには、前記有限な所定時間が短くさ
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
れた上で前記制御対象状態予測手段による予測演算が継続される。一方、本発明では、前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間よりも手前の将来制御対象状態であるときであって且つ当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの前記許容負荷値以下であるときには、前記有限な所定時間がその時点の値に維持された上で前記制御対象状態予測手段による予測演算が継続される。
［００３７］
本発明によれば、以下の効果が得られる。すなわち、モデル選択演算が行われると、制御装置の演算負荷が比較的大きく増大する。ここで、本発明では、内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間だけ先または該許容時間よりも先の将来制御対象状態であり、その時点において予測演算が終了されたとしても十分な将来制御対象状態が得られるときには、制御装置の演算負荷とは無関係に、予測演算が終了される。したがって、この場合、制御装置の演算負荷が比較的大きく増大することを抑制しつつ十分な将来制御対象状態が得られる。また、本発明では、内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間よりも手前の将来制御対象状態であるときであって且つ制御装置の演算負荷がモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容負荷値よりも大きく、制御装置の演算負荷が許容負荷値を超えてしまう可能性が高いときには、有限な所定時間が短くされた上で予測演算が継続される。したがって、この場合、制御装置の演算負荷が許容演算負荷を超えてしまうことを抑制しつつ、その後、予測演算が終了されたときに十分な将来制御対象状態が得られる。また、本発明では、内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間よりも手前の将来制御対象状態であるときであって且つ当該制御装置の演算負荷がモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容負荷値以下であり、制御装置の演算負荷が許容負荷値を超えてしまう可能性が低いときには、有限な所定時間がその時点の値に維持された上で予測演算が継続される。したがって、この場合、その後、予測演算が終了されたときに所期の将来制御対象状態が得られる。
［００３８］
本願の５番目の発明は、上記１番目の発明において、内燃機関に関する状態に応じて用意された複数の状態空間モデルから内燃機関に関する現在の状態に適した状態空間モデルを選択するモデル選択演算を行うモデル選択手段をさらに具備する。そして、本発明では、前記モデル選択手段によって選択される前記状態空間モデルを用いて将来制御対象状態が前記制御対象状態予測手段によって予測される。
［００３９］
そして、本発明では、前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
状態が変化したときに当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容負荷値よりも大きいときには、前記制御対象状態予測手段による予測演算が終了される。一方、本発明では、前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときに当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの前記許容負荷値以下であるときには、前記制御対象状態予測手段による予測演算が継続される。
［００４０］
本発明によれば、以下の効果が得られる。すなわち、モデル選択演算が行われると、制御装置の演算負荷が比較的大きく増大する。ここで、本発明では、内燃機関に関する状態が変化したときに制御装置の演算負荷がモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容負荷値よりも大きく、制御装置の演算負荷が許容演算負荷を超えてしまう可能性が大きいときには、予測演算が終了される。したがって、この場合、制御装置の演算負荷が許容演算負荷を超えてしまうことが抑制される。また、本発明では、内燃機関に関する状態が変化したときに制御装置の演算負荷がモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容負荷値以下であり、制御装置の演算負荷が許容演算負荷を超えてしまう可能性が低いときには、予測演算が継続される。したがって、この場合、その後、予測演算が終了されたときに所期の将来制御対象状態が得られる。
［００４１］
本願の６番目の発明は、上記１番目の発明において、内燃機関に関する状態に応じて用意された複数の状態空間モデルから内燃機関に関する現在の状態に適した状態空間モデルを選択するモデル選択演算を行うモデル選択手段をさらに具備する。そして、本発明では、前記モデル選択手段によって選択される前記状態空間モデルを用いて将来制御対象状態が前記制御対象状態予測手段によって予測される。
［００４２］
そして、本発明では、前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときに当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容負荷値よりも大きいときには、前記有限な所定時間が短くされた上で前記制御対象状態予測手段による予測演算が継続される。一方、本発明では、前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときに当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの前記許容負荷値以下であるときには、前記有限な所定時間がその時点の値に維持された上で前記制御対象状態予測手段による予測演算が継続される。
［００４３］
本発明によれば、以下の効果が得られる。すなわち、モデル選択演算が行われると、制御装置の演算負荷が比較的大きく増大する。ここで、本発明では、内燃機関に関する状態が変化したときに制御装置の演算負荷がモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したとき
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
の許容負荷値よりも大きく、制御装置の演算負荷が許容演算負荷を超えてしまう可能性が高いときには、有限な所定時間が短くされた上で予測演算が継続される。したがって、この場合、制御装置の演算負荷が比較的大きく増大することを抑制しつつ、その後、予測演算が終了されたときに十分な将来制御対象状態が得られる。また、本発明では、内燃機関に関する状態が変化したときに制御装置の演算負荷がモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容負荷値以下であり、制御装置の演算負荷が許容演算負荷を超えてしまう可能性が低いときには、有限な所定時間がその時点の値に維持された上で予測演算が継続される。したがって、この場合、その後、予測演算が終了されたときに所期の将来制御対象状態が得られる。
［００４４］
本願の７番目の発明は、上記１番目の発明と同じく、初期目標値決定手段と、操作量決定手段と、第１の動作制御手段と、第２の動作制御手段と、を具備し、前記各動作制御手段がそれぞれ対応する前記制御対象の動作を制御することによって前記各制御対象の制御量が制御される内燃機関の制御装置に関する。
［００４５］
そして、本発明は、上記１番目の発明と同じく、修正目標値出力手段と、制御対象状態予測手段と、制約条件成立判別手段と、をさらに具備する。
［００４６］
そして、本発明では、上記１番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段によって予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていると前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記第１初期目標値および前記第２初期目標値がそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段に入力される。
［００４７］
一方、本発明では、上記１番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段によって予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていないと前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記修正目標値出力手段によって前記第１初期目標値および前記第２初期目標値が前記予め定められた規則に従って修正されて該修正された初期目標値がそれぞれ第１修正目標値および第２修正目標値として出力され、これら第１修正目標値および第２修正目標値をそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段によって決定される第１操作量および第２操作量に従って前記第１の制御対象の制御量および前記第２の制御対象の制御量が制御されたときの各制御対象に関する将来の状態が前記制御対象状態予測手段によって将来制御対象状態として再び予測され、該再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしているか否かが前記制約条件成立判別手段によって判別される。
［００４８］
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
そして、本発明では、上記１番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段によって再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていると前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記第１修正目標値および前記第２修正目標値がそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段に入力される。
［００４９］
一方、本発明では、上記１番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段によって再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていないと前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記制御対象状態予測手段によって予測される将来制御対象状態が前記制約条件を満たしていると判別されるまで前記修正目標値出力手段による第１修正目標値および第２修正目標値の修正と、該修正によって修正された第１修正目標値および第２修正目標値とに基づいた前記制御対象状態予測手段による予測演算と、該予測演算によって予測された将来制御対象状態に基づいた前記制約条件成立判別手段による判別とが繰り返される。
［００５０］
そして、本発明は、上記２番目の発明と同じく、モデル選択手段をさらに具備する。そして、本発明では、上記２番目の発明と同じく、前記モデル選択手段によって選択される前記状態空間モデルを用いて将来制御対象状態が前記制御対象状態予測手段によって演算によって予測される。そして、本発明では、上記２番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間だけ先または該許容時間よりも先の将来制御対象状態であるときには、前記制御対象状態予測手段による予測演算が終了される。一方、本発明では、上記２番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間よりも手前の将来制御対象状態であるときには、前記制御対象状態予測手段による予測演算が継続される。
［００５１］
本発明によれば、以下の効果が得られる。すなわち、モデル選択演算が行われると制御装置の演算負荷が比較的大きく増大する。ここで、本発明では、内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間だけ先または該許容時間よりも先の将来制御対象状態であり、予測演算が終了されたとしても十分な将来制御対象状態が得られるときには、予測演算が終了される。したがって、この場合、装置演算負荷が比較的大きく増大することを抑制しつつ、十分な将来制御対象状態が得られる。また、本発明では、内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間よりも手前の将来制御
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
対象状態であり、この時点において予測演算が終了されると十分な将来制御対象状態が得られないときには、予測演算が継続される。したがって、この場合、その後、予測演算が終了されたときに十分な将来制御対象状態が得られる。
［００５２］
本願の８番目の発明は、上記１番目の発明と同じく、初期目標値決定手段と、操作量決定手段と、第１の動作制御手段と、第２の動作制御手段と、を具備し、前記各動作制御手段がそれぞれ対応する前記制御対象の動作を制御することによって前記各制御対象の制御量が制御される内燃機関の制御装置に関する。
［００５３］
そして、本発明は、上記１番目の発明と同じく、修正目標値出力手段と、制御対象状態予測手段と、制約条件成立判別手段と、をさらに具備する。
［００５４］
そして、本発明では、上記１番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段によって予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていると前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記第１初期目標値および前記第２初期目標値がそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段に入力される。
［００５５］
一方、本発明では、上記１番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段によって予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていないと前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記修正目標値出力手段によって前記第１初期目標値および前記第２初期目標値が前記予め定められた規則に従って修正されて該修正された初期目標値がそれぞれ第１修正目標値および第２修正目標値として出力され、これら第１修正目標値および第２修正目標値をそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段によって決定される第１操作量および第２操作量に従って前記第１の制御対象の制御量および前記第２の制御対象の制御量が制御されたときの各制御対象に関する将来の状態が前記制御対象状態予測手段によって将来制御対象状態として再び予測され、該再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしているか否かが前記制約条件成立判別手段によって判別される。
［００５６］
そして、本発明では、上記１番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段によって再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていると前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記第１修正目標値および前記第２修正目標値がそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段に入力される。
［００５７］
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
一方、本発明では、上記１番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段によって再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていないと前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記制御対象状態予測手段によって予測される将来制御対象状態が前記制約条件を満たしていると判別されるまで前記修正目標値出力手段による第１修正目標値および第２修正目標値の修正と、該修正によって修正された第１修正目標値および第２修正目標値とに基づいた前記制御対象状態予測手段による予測演算と、該予測演算によって予測された将来制御対象状態に基づいた前記制約条件成立判別手段による判別とが繰り返される。
［００５８］
そして、本発明は、上記３番目の発明と同じく、モデル選択手段をさらに具備する。本発明では、上記３番目の発明と同じく、前記モデル選択手段によって選択される前記状態空間モデルを用いて将来制御対象状態が前記制御対象状態予測手段によって予測される。そして、本発明では、上記３番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間だけ先または該許容時間よりも先の将来制御対象状態であるときには、当該制御装置の演算負荷とは無関係に、前記制御対象状態予測手段による予測演算が終了される。
［００５９］
一方、本発明では、上記３番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間よりも手前の将来制御対象状態であるときであって且つ当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容負荷値よりも大きいときには、前記制御対象状態予測手段による予測演算が終了される。一方、本発明では、上記３番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間よりも手前の将来制御対象状態であるときであって且つ当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの前記許容負荷値以下であるときには、前記制御対象状態予測手段による予測演算が継続される。
［００６０］
本発明によれば、以下の効果が得られる。すなわち、モデル選択演算が行われると、制御装置の演算負荷が比較的大きく増大する。ここで、本発明では、内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間だけ先または該許容時間よりも先の将来制御対象状態であり、この時点において予測演算が終了されたとしても十分な将来制御対象状態が得られるときには、制御装置の演算
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
負荷とは無関係に、予測演算が終了される。したがって、この場合、制御装置の演算負荷が比較的大きく増大することを抑制しつつ、十分な将来制御対象状態が得られる。また、本発明では、内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間よりも手前の将来制御対象状態であるときであって且つ制御装置の演算負荷がモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容負荷値よりも大きく、モデル選択演算が行われると制御装置の演算負荷が許容演算負荷を超えてしまう可能性が高いときには、予測演算が終了される。したがって、この場合、制御装置の演算負荷が許容演算負荷を超えてしまうことが抑制される。また、本発明では、内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間よりも手前の将来制御対象状態であるときであって且つ制御装置の演算負荷がモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容負荷値以下であり、モデル選択演算が行われたとしても制御装置の演算負荷が許容演算負荷を超えてしまう可能性が低いときには、予測演算が継続される。したがって、この場合、その後、予測演算が終了されたときに所期の将来制御対象状態が得られる。
［００６１］
本願の９番目の発明は、上記１番目の発明と同じく、初期目標値決定手段と、操作量決定手段と、第１の動作制御手段と、第２の動作制御手段と、を具備し、前記各動作制御手段がそれぞれ対応する前記制御対象の動作を制御することによって前記各制御対象の制御量が制御される内燃機関の制御装置に関する。
［００６２］
そして、本発明は、上記１番目の発明と同じく、修正目標値出力手段と、制御対象状態予測手段と、制約条件成立判別手段と、をさらに具備する。
［００６３］
そして、本発明では、上記１番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段によって予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていると前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記第１初期目標値および前記第２初期目標値がそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段に入力される。
［００６４］
一方、本発明では、上記１番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段によって予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていないと前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記修正目標値出力手段によって前記第１初期目標値および前記第２初期目標値が前記予め定められた規則に従って修正されて該修正された初期目標値がそれぞれ第１修正目標値および第２修正目標値として出力され、これら第１修正目標値および第２修正目標値をそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段によって決定される第１操作量および第２操作量に従
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
って前記第１の制御対象の制御量および前記第２の制御対象の制御量が制御されたときの各制御対象に関する将来の状態が前記制御対象状態予測手段によって将来制御対象状態として再び予測され、該再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしているか否かが前記制約条件成立判別手段によって判別される。
［００６５］
そして、本発明では、上記１番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段によって再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていると前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記第１修正目標値および前記第２修正目標値がそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段に入力される。
［００６６］
一方、本発明では、上記１番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段によって再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていないと前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記制御対象状態予測手段によって予測される将来制御対象状態が前記制約条件を満たしていると判別されるまで前記修正目標値出力手段による第１修正目標値および第２修正目標値の修正と、該修正によって修正された第１修正目標値および第２修正目標値とに基づいた前記制御対象状態予測手段による予測演算と、該予測演算によって予測された将来制御対象状態に基づいた前記制約条件成立判別手段による判別とが繰り返される。
［００６７］
そして、本発明は、上記４番目の発明と同じく、モデル選択手段をさらに具備する。そして、本発明では、上記４番目の発明と同じく、前記モデル選択手段によって選択される前記状態空間モデルを用いて将来制御対象状態が前記制御対象状態予測手段によって予測される。そして、本発明では、上記４番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間だけ先または該許容時間よりも先の将来制御対象状態であるときには、当該制御装置の演算負荷とは無関係に、前記制御対象状態予測手段による予測演算が終了される。
［００６８］
一方、本発明では、上記４番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間よりも手前の将来制御対象状態であるときであって且つ当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容負荷値よりも大きいときには、前記有限な所定時間が短くされた上で前記制御対象状態予測手段による予測演算が継続される。一方、本発明では、上記４番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段による
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において前記制御対象状態予測手段によって既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間よりも手前の将来制御対象状態であるときであって且つ当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの前記許容前記負荷値以下であるときには、前記有限な所定時間がその時点の値に維持された上で前記制御対象状態予測手段による予測演算が継続される。
［００６９］
本発明によれば、以下の効果が得られる。すなわち、モデル選択演算が行われると、制御装置の演算負荷が比較的大きく増大する。ここで、本発明では、内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間だけ先または該許容時間よりも先の将来制御対象状態であり、この時点において予測演算が終了されたとしても十分な将来制御対象状態が得られるときには、制御装置の演算負荷とは無関係に、予測演算が終了される。したがって、この場合、制御装置の演算負荷が比較的大きく増大することを抑制しつつ、十分な将来制御対象状態が得られる。また、本発明では、内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間よりも手前の将来制御対象状態であるときであって且つ制御装置の演算負荷がモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容負荷値よりも大きく、モデル選択演算が行われると制御装置の演算負荷が許容演算負荷を超えてしまう可能性が高いときには、有限な所定時間が短くされた上で予測演算が継続される。したがって、この場合、制御装置の演算負荷が許容演算負荷を超えてしまうことを抑制しつつ、その後、予測演算が終了されたときに十分な将来制御対象状態が得られる。また、本発明では、内燃機関に関する状態が変化したときにその時点において既に予測されている将来制御対象状態が現在から許容時間よりも手前の将来制御対象状態であるときであって且つ制御装置の演算負荷がモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容前記負荷値以下であり、モデル選択演算が行われたとしても制御装置の演算負荷が許容演算負荷を超えてしまう可能性が低いときには、有限な所定時間がその時点の値に維持された上で予測演算が継続される。したがって、この場合、その後、予測演算が終了されたときに所期の将来制御対象状態が得られる。
［００７０］
本願の１０番目の発明は、上記１番目の発明と同じく、初期目標値決定手段と、操作量決定手段と、第１の動作制御手段と、第２の動作制御手段と、を具備し、前記各動作制御手段がそれぞれ対応する前記制御対象の動作を制御することによって前記各制御対象の制御量が制御される内燃機関の制御装置に関する。
［００７１］
そして、本発明は、上記１番目の発明と同じく、修正目標値出力手段と、制御対象状態予測手段と、制約条件成立判別手段と、をさらに具備する。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
［００７２］
そして、本発明では、上記１番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段によって予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていると前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記第１初期目標値および前記第２初期目標値がそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段に入力される。
［００７３］
一方、本発明では、上記１番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段によって予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていないと前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記修正目標値出力手段によって前記第１初期目標値および前記第２初期目標値が前記予め定められた規則に従って修正されて該修正された初期目標値がそれぞれ第１修正目標値および第２修正目標値として出力され、これら第１修正目標値および第２修正目標値をそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段によって決定される第１操作量および第２操作量に従って前記第１の制御対象の制御量および前記第２の制御対象の制御量が制御されたときの各制御対象に関する将来の状態が前記制御対象状態予測手段によって将来制御対象状態として再び予測され、該再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしているか否かが前記制約条件成立判別手段によって判別される。
［００７４］
そして、本発明では、上記１番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段によって再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていると前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記第１修正目標値および前記第２修正目標値がそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段に入力される。
［００７５］
一方、本発明では、上記１番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段によって再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていないと前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記制御対象状態予測手段によって予測される将来制御対象状態が前記制約条件を満たしていると判別されるまで前記修正目標値出力手段による第１修正目標値および第２修正目標値の修正と、該修正によって修正された第１修正目標値および第２修正目標値とに基づいた前記制御対象状態予測手段による予測演算と、該予測演算によって予測された将来制御対象状態に基づいた前記制約条件成立判別手段による判別とが繰り返される。
［００７６］
そして、本発明は、上記５番目の発明と同じく、モデル選択手段をさらに具備する。そして、本発明では、上記５番目の発明と同じく、前記モデル選択手段によって選択される
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
前記状態空間モデルを用いて将来制御対象状態が前記制御対象状態予測手段によって予測される。
［００７７］
そして、本発明では、上記５番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときに当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容負荷値よりも大きいときには、前記制御対象状態予測手段による予測演算が終了される。一方、本発明では、上記５番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときに当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの前記許容負荷値以下であるときには、前記制御対象状態予測手段による予測演算が継続される。
［００７８］
本発明によれば、以下の効果が得られる。すなわち、モデル選択演算が行われると、制御装置の演算負荷が比較的大きく増大する。ここで、本発明では、内燃機関に関する状態が変化したときに制御装置の演算負荷がモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容負荷値よりも大きく、モデル選択演算が行われると制御対象の演算負荷が許容演算負荷を超えてしまう可能性が高いときには、予測演算が終了される。したがって、この場合、制御対象の演算負荷が許容演算負荷を超えてしまうことが抑制される。また、本発明では、内燃機関に関する状態が変化したときに制御装置の演算負荷がモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容負荷値以下であり、モデル選択演算が行われたとしても制御装置の演算負荷が許容演算負荷を超える可能性が低いときには、予測演算が継続される。したがって、この場合、その後、予測演算が終了されたときに所期の将来制御対象状態が得られる。
［００７９］
本願の１１番目の発明は、上記１番目の発明と同じく、初期目標値決定手段と、操作量決定手段と、第１の動作制御手段と、第２の動作制御手段と、を具備し、前記各動作制御手段がそれぞれ対応する前記制御対象の動作を制御することによって前記各制御対象の制御量が制御される内燃機関の制御装置に関する。
［００８０］
そして、本発明は、上記１番目の発明と同じく、修正目標値出力手段と、制御対象状態予測手段と、制約条件成立判別手段と、をさらに具備する。
［００８１］
そして、本発明では、上記１番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段によって予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていると前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記第１初期目標値および前記第２初期目標値がそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段に
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
入力される。
［００８２］
一方、本発明では、上記１番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段によって予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていないと前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記修正目標値出力手段によって前記第１初期目標値および前記第２初期目標値が前記予め定められた規則に従って修正されて該修正された初期目標値がそれぞれ第１修正目標値および第２修正目標値として出力され、これら第１修正目標値および第２修正目標値をそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段によって決定される第１操作量および第２操作量に従って前記第１の制御対象の制御量および前記第２の制御対象の制御量が制御されたときの各制御対象に関する将来の状態が前記制御対象状態予測手段によって将来制御対象状態として再び予測され、該再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしているか否かが前記制約条件成立判別手段によって判別される。
［００８３］
そして、本発明では、上記１番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段によって再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていると前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記第１修正目標値および前記第２修正目標値がそれぞれ前記第１制御目標値および前記第２制御目標値として前記操作量決定手段に入力される。
［００８４］
一方、本発明では、上記１番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段によって再び予測された将来制御対象状態が内燃機関に関する制約条件を満たしていないと前記制約条件成立判別手段によって判別されたときには、前記制御対象状態予測手段によって予測される将来制御対象状態が前記制約条件を満たしていると判別されるまで前記修正目標値出力手段による第１修正目標値および第２修正目標値の修正と、該修正によって修正された第１修正目標値および第２修正目標値とに基づいた前記制御対象状態予測手段による予測演算と、該予測演算によって予測された将来制御対象状態に基づいた前記制約条件成立判別手段による判別とが繰り返される。
［００８５］
そして、本発明は、上記６番目の発明と同じく、モデル選択手段をさらに具備する。そして、本発明では、上記６番目の発明と同じく、前記モデル選択手段によって選択される前記状態空間モデルを用いて将来制御対象状態が前記制御対象状態予測手段によって予測される。
［００８６］
そして、本発明では、上記６番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときに当該制御装置の演算負荷が前記モデル
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容負荷値よりも大きいときには、前記有限な所定時間が短くされた上で前記制御対象状態予測手段による予測演算が継続される。一方、本発明では、上記６番目の発明と同じく、前記制御対象状態予測手段による予測演算中に内燃機関に関する状態が変化したときに当該制御装置の演算負荷が前記モデル選択手段によるモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの前記許容負荷値以下であるときには、前記有限な所定時間がその時点の値に維持された上で前記制御対象状態予測手段による予測演算が継続される。
［００８７］
本発明によれば、以下の効果が得られる。すなわち、モデル選択演算が行われると、制御装置の演算負荷が比較的大きく増大する。ここで、本発明では、内燃機関に関する状態が変化したときに制御装置の演算負荷がモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容負荷値よりも大きく、モデル選択演算が行われると制御装置の演算負荷が許容演算負荷を超えてしまう可能性が高いときには、有限な所定時間が短くされた上で予測演算が継続される。したがって、この場合、制御装置の演算負荷が許容演算負荷を超えてしまうことを抑制しつつ、その後、予測演算が終了されたときに十分な将来制御対象状態が得られる。また、本発明では、内燃機関に関する状態が変化したときに制御装置の演算負荷がモデル選択演算に関する演算負荷を考慮したときの許容負荷値以下であり、モデル選択演算が行われたとしても制御装置の演算負荷が許容演算負荷を超えてしまう可能性が低いときには、有限な所定時間がその時点の値に維持された上で予測演算が継続される。したがって、この場合、その後、予測演算が終了されたときに所期の将来制御対象状態が得られる。
［図面の簡単な説明］
［００８８］
［図１］本発明の制御装置が適用される内燃機関の概略図である。
［図２］図１に示されている内燃機関の過給機の排気タービンの内部を示した図である。
［図３］（Ａ）は、目標過給圧を決定するために利用されるマップを示した図であり、（Ｂ）は、目標ＥＧＲ率を決定するために利用されるマップを示した図である。
［図４］本発明の実施形態に従って目標過給圧および目標ＥＧＲ率の修正を実行するフローチャートを示す図である。
［図５］第２実施形態の予測演算継続・終了制御を実行するフローチャートの一例を示した図である。
［図６］第３実施形態の予測演算継続・終了制御を実行するフローチャートの一例を示した図である。
［図７］第４実施形態の予測演算継続・終了制御を実行するフローチャートの一例を示した図である。
［図８］第５実施形態の予測演算継続・終了制御を実行するフローチャートの一例を示し
【国際調査報告】
2011142038.tif 000032
2011142038.tif 000033